優化技術在土建結構工程設計的應用

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優化技術在土建結構工程設計的應用

摘要:如今,我國的經濟高度發展,國民的生活水平和生活質量都得到顯著提高,人們對于生活中用到的各方面產品和服務的要求都越來越高,尤其是“衣食住行”方面。建筑行業中土建工程的質量問題在這樣的背景中,越來越受到國家和人民的重視和關注。為此,必須不斷通過優化技術優化土建結構工程的設計,保證土建結構工程的穩定性和安全性,促進建筑行業的穩步發展。本文針對土建結構工程設計中的優化技術應用現狀和問題,深入分析優化技術在土建結構工程設計中的具體應用方式。

關鍵詞:優化技術;土建結構;工程設計;應用

引言

在進行土建工程建設中,土建結構的工程設計工作尤為重要,它影響著土建工程項目的質量和水平。而利用優化技術進行土建結構工程設計可以使土建結構內部設計中各個部分、各個單元都能實現完美協調,在保障土建工程的高質量的同時還能實現土建工程的美觀性和實用性。但在實際的土建結構工程設計工作中,設計人員對于優化技術的應用技巧和方式掌握的還不夠熟練,所以必須對其應用方式和技巧等各方面知識進行深入研究,以不斷提高土建結構工程設計工作的質量和水平。

1優化技術在土建結構工程設計中的應用現狀

當今建筑行業中土建結構的工程設計仍然存在一些問題需要多加注意。

1.1設計人員的設計能力影響優化技術的應用效果

相比起傳統的設計技術,優化技術在土建結構工程設計中優勢明顯,但相對應的其設計難度也比較大,對設計人員的技術和能力都有著較高的要求。但在實際的設計過程中,由于一些設計人員設計水平有限、設計理念不科學、設計內容考慮不周全等原因造成的土建結構工程設計不合理,使優化技術不能發揮出真正的價值[1]。

1.2設計人員在土建結構工程設計中忽視建筑的藝術性和美感

為追求工作效率或者只關注建筑實用性與安全性,從而忽視建筑設計的美感和藝術感的問題也是設計人員在設計過程中比較容易失誤的地方。現代社會中人們對于生活品質的高追求體現在建筑物上就是對其藝術感和美感的追求,建筑物作為提供給人生活、辦公或者娛樂的場所,在保障安全性的基礎上也要考慮到使用者的感官體驗。

2優化技術在土建結構工程設計中的具體應用策略

2.1優化技術在土建結構工程設計中的應用原則

2.1.1設計時要注意土建結構的使用壽命

在土建結構工程設計中要充分注意到建筑物的使用壽命問題,要符合國際上要求的土建結構建設使用壽命標準。因此,設計人員要在理念上引起重視,要加深對土建結構使用壽命問題的研究和理解,并經過多次的模擬實驗對自己測出使用壽命結果加以驗證之后再進行正式的設計工作。在這一過程中要充分考慮到土建工作中的各個環節對土建結構使用壽命的影響因素,比如施工、養護、管理等,這樣才能盡量使設計出的建筑結構真正的使用壽命達到預期的效果[2]。

2.1.2對土建結構耐久性問題加強關注

土建工程在建造和使用的過程中其耐久性很容易受到建筑環境的影響,而且附近的各種有害化學物質都會降低其耐久性。此外,交通、地震、風力以及疲勞載荷的問題都對土建結構的耐久性和安全性起著重要的影響。所以,在優化土建結構工程設計的過程中,以上的因素都要充分考慮到,以避免土建結構耐久性不高,埋下安全隱患。

2.1.3考慮疲勞荷載情況下土建結構設計方案

土建結構在使用過程中承擔著重要的荷載作用,而且這種荷載作用是動態的,對土建結構不斷產生反應和影響,會使土建結構在這一過程中發生震動,甚至在長期的作用力影響下產生結構疲勞損傷,日積月累,這種損傷會越來越大。而且在實際的土建結構工程建筑過程中,采用的建筑材料并不能真正的達到均勻和連續的狀態,還會出現一些細小的瑕疵,雖然不明顯,但在使用過程中由于荷載作用的影響,這些小瑕疵會逐漸由一些小問題變成大問題,如果沒有在設計之前就考慮到這些問題,致使其后期漸漸惡化,從而影響整個土建結構的安全性。所以在土建結構工程設計過程中,不僅要考慮建筑結構的整體性,更要注意到土建結構的局部問題和細節問題,如果其結構局部出現問題失去效果,最終“千里之堤,潰于蟻穴”,從而使整個土建結構的設計和建筑都毫無意義。

2.2優化技術在土建結構工程設計中的優化方法

2.2.1優化準則法

這種優化方法要求設計人員在土建結構工程設計中從土建工程自身的結構入手,以此為中心。優化準則法使用在土建結構工程設計中時,迭代法成為其最好的實現方式。所以,土建結構工程設計人員在設計過程中運用優化準則法時必須要有豐富而充足的實踐經驗和專業理論知識,然后進行仔細地分析和深入的研究,最終得出最科學合理的結論。優化準則法由于其簡單易懂的優化設計原理得到土建設計人員的廣泛青睞,但這也不能否定它自身存在的一些不足和缺陷,它的有效應用必須是在土建結構布局完全形成的情況下才能實現。這樣一來,它的使用能力和使用范圍就被局限起來,設計人員在運用時必須要注意到這一點。

2.2.2數學規劃法

力學設計的水平影響著結構物的效果和質量,沒有合理而科學的結構力學設計,是無法滿足建筑物在實際使用過程中對承重質量和承重力量的要求的,而且這種力學設計上導致的建筑物質量問題是非常不利而且很難做出有效評估的。在此基礎上,數學規劃法的優勢就得到明顯的體現,它是以建筑物的結構力學問題為設計切入點,從而能夠達到對土建結構設計的有效規劃和優化。如果能夠科學合理的將數學規劃法使用到土建結構工程設計中,就能使設計過程中用到的設計工程變量數據實現最優化,從而使整個工程設計實現合理化、科學化。

2.3優化技術在土建結構工程設計中的具體應用

2.3.1常見的土建結構工程設計問題及優化措施

土建結構工程設計中應用優化技術重要目的是為保障建筑工程的安全性和穩定性,而在實際設計過程中就必須要注意到各個環節的安全性以及其實用性。所以,在世界土建設計過程中要注意到其中容易出現的問題,并采用相應的優化措施,這里做幾個舉例。(1)在設計過程中為了防止出現地震災害時抗震縫之間發生碰撞,就要適當加大抗震縫之間的寬度。(2)懸挑梁的設計要注意合理性、保準性,為有效降低其截面應力作用可設置成截面,這樣一來就能有效防止梁體發生變形。(3)為保證承重柱的截面高度足夠充足,在土建結構設計過程中就要注意控制好梁柱的線剛度比,這樣就能提高承重柱的抗震能力,從而保障建筑工程的安全性和穩定性。(4)在進行土建結構工程設計時,對于構造柱問題也要加以注意,最好要在設計時將其按照承重柱的標準進行,以實現更好的支撐作用。

2.3.2要將實用性與藝術性相結合

土建工程項目最終是為人們提供安全優質的生活和工作環境的,所以其實用性和安全性必須要高,同時還要注意融入一些藝術性元素。在實際的土建結構工程設計工作中,設計人員要將建筑設計方案不斷進行優化和改進,將建筑實用性和藝術性進行巧妙融合。例如:在設計中,可以根據對稱原理合理安排和布局,這樣不僅可以有效降低建筑物在過大的荷載作用中土建結構產生的損傷,還提升了建筑物的視覺美感。

3小結

經過上述討論,我們已經對優化設計在土建結構工程設計中會發生的問題和解決方式都有一定的了解,也深刻體會到土建結構工程設計的復雜性和專業性以及其對于建筑工程安全和質量的重要影響。所以,在土建工程項目建設中,要加大對土建結構工程設計的重視程度,深入研究優化技術在土建結構設計的應用方式和技巧,嚴格按照科學合理的優化原則進行設計優化,以保障設計工作的質量和水平,從而為人們提供更加優質安全的生活場所。

參考文獻

[1]邢一行.優化技術在土建結構工程設計中的有效應用[J].農村經濟與科技,2017,28(4):64.

[2]閆曉.建筑結構設計優化技術應用探討[J].工程技術:全文版,2016(11):267.

作者:宋春草 趙亞莉 單位:鄭州工商學院

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