浅谈土木工程建筑结构设计的优化分析

【摘要】伴随着城市化进程的深入推进，土木工程建筑行业迅猛发展，建筑企业面临着愈演愈烈的市场竞争。在此环境下，建筑企业要想始终立于不败之地，实现建筑质量最优化、利润最大化，应从结构设计出发，不断优化土木工程建筑结构设计，提高建筑结构的经济性、实用性、节能性，为建筑企业创造更大经济利益与社会效益。本文详细分析基于土木工程建筑结构设计的优化方法。

【关键词】土木工程；建筑结构设计；优化方法

1 土木工程建筑结构设计基本内容

就当前而言，建筑结构设计内容非常多，需要根据不同的标准落实具体的设计方案。（1）需要根据建筑物本身的使用性能进行划分，如工业建筑和民用建筑。（2）需要按照建筑的大小、层高等进行划分。（3）需要根据建筑的结构材料进行划分，如砌体、木、钢筋混凝土以及混合等结构。（4）需要根据结构形式进行划分，如排架结构、框架结构以及剪力墙结构等。

在建筑结构设计方面，内容主要涉及到两点：（1）结构程序。

建筑物的设计涉及到建筑设计、结构设计、给排水设计、暖气通风设计以及电气设计等。不同部分的设计都必须遵循四个基础原则，也就是功能、美观、经济以及环保。建筑结构属于建筑物使用功能、使用安全性的基础，结构设计属于建筑物设计的基本性项目，其过程主要有方案的设计、结构的分析、构件的设计以及施工图纸的绘画；（2）结构设计要求。为了更好的确保结构设计可靠性，在设计中必须遵循基本的要求，一方面计算内容。结构构件具备一定的承载力，在设计时必须保障构件能够满足承载值，计算出疲劳强度从而保障设计安全性。另一方面结构多种作用效应同时发生时，明确不同结构下的效应，及时发现不安全组合现象。

2 基于土木工程建筑结构设计的优化方法

伴随着近些年技术方面的不断成熟和改进，在土木工程建筑结构设计方面新技术的应用也显得非常重要。对此，为了持续有效的提高土木工程建筑结构设计效益，下面提出一种可用于土木工程建筑结构设计的技术。

2.1 建筑信息模型技术

随着建筑信息模型技术的不断成熟与持续性发展，在工程领域中的应用也逐渐从以往的二维设计转变成为了三维设计，不仅提高了建筑结构设计的实效性，同时方案本身的完善性以及可用性也在随之提升。另外，合理应用建筑信息模型技术还能够更好的建设关于建筑的数据库，将不同的设计方案储存当数据库当中，从而实现对相关设计或相关难题的攻克。建筑信息模型技术的合理应用可以体现在项目的整个周期当中，在项目的不同阶段当中技术的应用目的并不相同，借助信息的插入、提取以及修改等措施，实现对结构设计的优化改进。

建筑信息模型技术的应用特征主要体现在三个层面上：（1）信息的集成化。建筑信息模型技术信息层面上的集成主要是在于设计过程中的集成以及设计信息的集成。土木工程建筑项目中信息模型的应用最为突出的一点便是数据库的应用，其能够有效的记录建筑结构设计的项目，同时数据库中所记录的信息都是以三维的形式为主，这一种数据库所能够记录的信息资源非常多，这些信息都可以为建筑安全性分析以及后续其他建筑结构设计等提供有力的数据支持，相对于以往依赖于CAD 进行的结构设计而言，不仅设计的实效性更加突出，同时信息本身可以以更加突出、直观的方式表现出来；（2）协同设计。借助建筑信息模型技术能够实现多个领域共同参与设计的作用，不仅可以更好的优化建筑结构设计的效果，同时还能够从多个方面不断的调整与优化建筑设计方案，这也是提高设计实效性的有效方式。同时，在土木工程建筑结构设计方面合理应用建筑信息模型技术，还能够实现自动化结构建设，在设备管线之间实现实时性的安全性监测，进而促使设计的成果不会与实际施工、安全性要求等形成冲突，减少设计人员的修改工作量；（3）传递性设计。在土木工程建筑结构的设计方面合理应用建筑信息模型技术，能够让不同的数据信息实现关联性的结合，尤其是在设计与修改等过程中所能够体现的价值较高，从而形成关联效应。建筑信息模型技术还能实现对实际施工的模拟化演示，这也是保障设计方案更好应用于实际的有效途径。

2.2 借助信息模型技术优化建筑结构设计的方法

2.2.1 数据信息化的应用

建筑信息模型技术的合理应用是当代建筑结构设计领域的一种代表性穿心，其能够实现多种信息的统一性建设与处理，这一特征相对于以往以CAD 为主的软件设计方式而言具备的优势更加突出，其能够更好的应用在结构设计工作当中。建筑结构设计人员可以合理使用建筑信息模型技术实现对工程信息的准确、实时性处理，在设计中可以实现对数据库的建设，借助数据库实现对工程信息的随时性查询，同时信息之间的融合性、关联性也会更加突出，结构之间的关联性会更加明显，这一种数据库的建设可以更好的减少设计时间以及设计工作量，尤其是在设计方案修改方面的作用非常突出，可以显著减少甚至是杜绝修改工作。在设计中设计人员可以随时查询数据资料，这也是保障结构设计全面性与效率的有效途径。

2.2.2 设计内容更加合理

以往的建筑结构设计，图纸的应用价值较高，同时在图纸设计方面其主要的工作量都是以修改为主，在修改之后出现各类问题的可能性也比较多，所以结构设计中设计工作量相对较大。土木工程的建筑结构本身的特点在于稳定性和安全性，想要实现这一目标，就需要在场地、建筑结构等多个方面进行深入性的分析，场地本身的实际情况也会间接影响建筑结构的设计效果，所以合理应用地理信息系统可以确保采集信息的合理性，促使结构设计中各个信息因素的合理掌握，从而提高图纸设计准确性。

2.2.3 统一性设计

在土木工程设计领域中，合理采用建筑信息模型技术不仅能够实现视觉传达效果的优化作用，同时还能够实现对建筑本身的光源、外貌、材质属性等多个方面的表现与分析，可以在设计中融合多种信息数据，设计人员可以对建筑的节能效益、自然光照射以及舒适度、美观性等进行直观的分析，从而确保设计方案本身的合理性。建筑信息模型技术在结构设计中可以实现较为突出的实际表现作用，其能够对设计结构以演示的方式表现出来，这一种表现效果相对于以往的效果图而言具备更强的渲染力，在设计阶段更好的表现设计成效，从而提高结构设计效果。

2.2.4 模型建设的应用

在设计过程中合理应用模型，不仅是减少和降低修改错误率的有效方式，同时也是提高设计实效性的突出方法。以钢结构的设计为例，其能够确保建筑结构设计的效果，通过建模的结构处理可以实现对连接、加强件等多个方面的设计问题改进，通过模型明确梁体的高度以及连接部分施工中所需要注意的问题，从而提高设计与施工质量。

结语

综上所述，在土木工程建筑结构设计工作中，合理应用建筑信息模型技术能够显著提高建筑结构设计实效性，促使建筑结构设计工作的质量、效率以及全面性得到显著的提升，同时还能够最大程度的降低和控制在结构设计方面出错的概率，减少设计人员的设计工作量。另外，建筑信息模型技术的合理应用可以更好的满足当代建筑结构设计的实际要求，但是也间接对设计人员提出了比较苛刻的要求，需要设计人员具备扎实的技术应用能力以及设计素质，这也是今后需要高度重视人才培养的主要原因，从而最终实现企业的长远化发展。

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