基于土木工程建筑结构设计的优化分析
摘 要：目前，我国的建筑行业正处于高速发展阶段，建筑需求变大，建筑工程数量也越来越多，而与之相联系的安全性问题也得到越来越多的关注。建筑结构设计在整个建筑工程中发挥着至关重要的作用。本文主要以土木建筑结构设计为核心，分析建筑结构设计中存在的某些问题，根据问题提出相关解决方案，探讨建筑結构设计优化方案。
关键词：结构设计;困境分析;结构优化
文章编号：2095-4085（2020）09-0123-02
1 土木工程建筑结构设计优化方式探究
1.1 土木工程建筑结构优化设计模型分析
1.1.1 设计变量选择
社会发展越来越快，人们对房屋使用要求不断提高，提高房屋设计质量不仅能够满足人们的使用要求，还能够大幅度增加其使用价值，包括美学价值、经济价值以及社会价值。与此同时，加强建筑结构的优化设计，还能够全面降低建筑投资成本，节约施工材料，同时又能对建筑周围的环境给予保护，为用户打造出一个优质的居住环境和工作环境。对建筑结构的设计进行优化，就是在原始设计方案的基础上改进与完善房屋结构设计以及设计变量的合理化选择，良好的设计变量选择使房屋建筑模型更为融洽，其房屋剩余空间资源得到充分利用，进一步满足人们对房屋的实际使用需求，保障房屋建筑结构设计体系的合理和安全。
1.1.2 设计约束条件
建筑模型设计的目的是提高并且稳定房屋的质量。因此，模型设计的前提必须要有设计的约束条件。结构上的约束是指将可能的操作方法限在一定的范围内。结构约束的价值在于房屋的内部特性决定了房屋质量的好坏，有了这些约束条件，整个房屋才具有可靠的稳定性和耐久性。
1.2 土木工程建筑结构优化计算方案分析
结构设计优化设计多个变量、多个约束条件，属于一个非线性的优化问题，设定计算方案时，常将有约束条件转变为无约束条件来计算。常用的方法有拉氏乘子法、符合型法、Powell等。完成计算方案的设定后只需编制相应适用的运算程序即可得到我们的最终优化结果。
2 土木工程建筑结构设计困境分析
2.1 建筑施工相关技术人员素养需提升
高素养的相关技术人员能增强建筑行业的核心竞争力。
我国在建筑行业的快速发展，相关技术人员的素养也有待提高。高素质施工技术人员可以快速学习新知识，新技术，掌握新方法;各部门之间相关技术人员进行的有效沟通，分享交换意见，可以更好的完成建筑施工要求; 当面对突发事件，相关技术人员应当沉着冷静分析，快速找到问题所在，并解决问题;与此同时，提高相关技术人员的效率，可以帮助节约企业成本，使企业在建筑行业能更好的生存与发展。
2.2 环境形势日益严峻
随着我国建筑行业快速的发展，各种环境问题也日益突出，污染严重的建筑环境不仅对企业的发展有影响，对整个城市的环境也会造成污染，与可持续发展相违背，因此，解决环境问题迫在眉睫。
在建筑施工时，会伴随着有尘土污染和噪音污染。长期吸入飞尘，以及突发性的噪音污染，会阻碍施工人员的进度，影响当地居民生活，对周围居民的身体造成一定伤害。废弃物，水的污染，土壤污染等，更会破坏当地的生态系统，引起水土流失，土壤污染等环境问题。因此， 土木工程的可持续发展才是当代工程师的着眼方向。
2.3 土木工程设计结构稳定性偏低
建筑结构的稳定性与安全问题紧密联系，如果建筑物结构有较强稳定性，当建筑物受到其他因素损害时，它的整体结构并不会有太大损失。相反，不仅危害施工员的安全，也会对企业造成巨大损失。建筑结构的稳定性与多种因素有关，建筑施工人员应当全面考虑各种因素，并提出解决措施。
纵观我国目前情况，土木结构设计的稳定性偏低。土木工程结构设计有待提高，面临突发问题时解决问题的能力也有待提高。土木建设结构中会出现损坏，倒塌等问题。如峨眉山地震、汶川地震引起的房屋倒塌和人员伤亡，因此，时刻谨记土木工程稳定性的重要性。
2.4 节能设计关注不够
与西方国家相比，我国在土木工程建筑行业在节能设计环保的时间上相对较短，因此，存在一定的差距。
土木建筑结构设计中过多的消耗能源，不仅会影响社会的发展，更会污染大气环境，不符合可持续发展道路。例如：过多消耗能源会加剧臭氧层的破坏，引起温室效应，冰川融化;随着建筑行业快速发展，建筑需求越来越大，与此同时，因建筑产生的垃圾也越来越多，过多的建筑垃圾会严重污染环境，因此，推广建筑节能设计迫在眉睫。
3 优化土木工程建筑结构设计工作的具体对策
3.1 建立健全相关标准与制度体系
当前，土木工程设计某些问题，大部分是设计单位或者施工单位为了节约预算或者其他原因忽略建筑规范上的条例，不按照生产标准对建筑结构进行设计施工，从而可能影响结构稳定性和安全性，或者出现民间俗称的“豆腐渣”工程。所以，在结构设计期间必须严格对照规范，生产施工过程也需要执行严格标准。图纸绘制也需要严格要求，整体框架和细部处理都需做好，图纸出现一点纰漏都会影响整体工程的进度甚至停工。每个阶段出现差池，工程损失都是巨大的。所以要健全结构设计标准，严格要求参与工程的每个部门单位，制定相关制度，约束施工人员的工作行为，规范提升施工质量。
3.2 加强工程全方位过程化安全监督
结构施工过程不仅需要保证施工质量，提高安全性稳定性，还需要加强工程全方位过程化的安全监督。第一方面，各部门需要严格遵守规范中的条例进行施工，相互协调制约，按照安全施工方法进行建设。第二方面除了遵守建筑规范施工单位也需派人员监督，制定安全制度来约束施工人员，制定健全的奖惩处罚机制，激发人们爱岗敬业的热忱。推动工程进度的同时也保证了工程质量安全的全面进行。
3.3 加强队伍能力培训
在土木工程建筑结构设计工作中，各个阶段都需要专业人士进行指导，各个部门团队人员不仅需要经验高，还要专业知识过硬，对工程状况了如指掌。前期的选址勘察、结构图纸设计绘制、施工过程都至关重要。如选址决定了工程基础的好坏，一个好的选址，周围环境和工程地质条件良好，使建筑工程基础安全性能提高，为后期现场施工奠定了好的基础。如果在选址过程中，选址人员或团队经验不足，没有专业性指导，出现安全性问题，影响设计范围特别大，可能会导致工程进度滞后。因此参与工程中涉及到的人员在工作作业时需严谨谨慎，进行员工统一培训时，先评估他们的专业能力水平是否达标，然后再着重根据薄弱点进行技能培训，培养爱职敬业的精神。
3.4 注重综合考虑设计的科学性、经济性、提高精细化设计成效
土木工程结构设计中，工程质量安全性能是工程建设中最需要保证的，是建设的核心部分，要将建筑工程结构设计的合理视为重点。在着重考虑安全建设的同时，也要把建设资金成本最小化，两者兼顾是需要设计单位和开发商清晰明确认识到的。保证工程全部建设资金在投资建设预算以内，开发商能承担的经济成本，工程质量也达到预期的效果。在大致做完面部设计，有多余资金预算的可进行精细化设计，使工程结构内部和外部完成效果更佳。
4 结 语
根据本文分析和研究，土木工程建筑结构设计包含多个方面的内容。本文仅简单分析并阐述，实际情况也比较复杂，难度系数偏大。在实际设计过程中，设计人员应多加注意，多方面考虑，努力为我国建筑行业锦上添花。
参考文献：
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[2]曾璐.土木工程结构设计存在的问题及对策[J].中国房地产业·下旬，2018，（05）.
[3]史有林.谈土木工程建筑节能措施[J].世界家苑·学术，2017，（09）.
作者简介：窦瑾萱（1998—），女，汉族，四川省达州市人，西南科技大学城市学院，土木专业 ，本科生。
