土木工程建筑结构设计问题及优化措施

1 土木工程建筑结构设计的主要内容

土木工程建筑结构的设计中应重点考虑以下两方面内容。

（1） 专项设计项目及具体流程。结构、给排水、电气等均是不容忽视的设计内容，在各专项设计中均要以安全可靠性和功能稳定性为基本目标，在此基础上提高环保效益和经济效益。为保证整体设计方案的可行性，需要按照方案的设计、结构的分析、构件的设计、图纸的绘制等一系列流程有序展开设计工作。

（2） 结构设计要求。各结构构件均要具有足够的承载能力，能够在建筑使用过程中发挥出承载的作用，为满足此方面的要求，在设计时需计算疲劳强度，保证该值的合理性。此外，建筑是集多部分结构于一体的完整体系，因此需要协调好结构间的关系，形成合适的结构组合方式，保证建筑的安全和质量。

2 土木工程建筑结构设计的主要问题

2.1 结构安全问题

在部分设计工作中，设计人员未考虑到结构安全层面的问题，或是企业为追求经济效益而在施工期间随意变更结构设计方案，由于缺乏可行性论证，容易出现设计方案无法顺利应用的情况，除了影响建筑的安全性外，还容易增加建筑成本。

2.2 结构稳定性问题

随着社会经济的发展，加之土地资源的紧缺，现阶段的建筑结构普遍采取的是高层形式，这对结构的稳定性提出了更高的要求。而部分设计人员未充分考虑到此方面的要求， 缺乏针对性的优化措施，从而出现结构的抗震性能不足等问题，在外部因素的促进作用下，容易发生结构失稳现象。

2.3 楼层平面刚度问题

建筑结构组成中，部分设计人员对结构概念的认识不充分，在楼层平面刚度布置的设计中未创建力学模型，导致分析的结果缺乏准确性。此外，还存在计算结果与标准值存在较大偏差的情况。

3 基于土木工程建筑结构设计现存问题的优化措施

3.1 建筑信息模型技术

依托于信息技术的高效发展，建筑信息模型技术应运而生，该项技术能够给土木工程的设计提供助推力。通过建筑信息模型技术的应用，摆脱了以往二维设计方式的束缚，取而代之的是三维设计形式，可更为全面地反映出设计中所存在的问题，以便从源头上高效解决。结合现阶段的应用经验，建筑信息模型技术的应用特性主要体现在以下3 个方面。

（1） 信息的集成化。

设计期间的信息具有高度的集成化特性，丰富了信息的利用价值。以建筑结构设计的要求为准，以设计信息为支撑，将信息整合至特定的模型中，增强信息的集成化特性。对于设计人员而言，可以根据设计需求在平台上采取相应的操作，且能够满足多人同时操作的作业需求，由此达到交互设计的效果。在土木工程建筑项目的信息模型中，最具代表性的当属数据库，其作用在于可完整地记录建筑结构设计的细分项目以及具体内容，并且能够通过三维模型的形式呈现出数据库内部的各项信息以及彼此间的关系，使信息所蕴含的价值得到充分的彰显。数据库所包含的信息资源总量丰富，包含建筑结构的空间信息、细分构件的尺寸信息、各类构件的材料信息等，而此类信息都具有可参考价值，有利于提高设计的便捷性，并保证设计效果。相比于CAD 等传统的二维设计方式，建筑信息模型技术可以充分发掘出信息的利用价值，以较为直观的形式呈现信息。

（2） 协同设计。

土木工程建筑结构设计是一项系统性的工作，其需要多个部门的共同参与，若采取的是各部门独立设计的模式，则容易因沟通不及时而出现结构冲突等问题。依托于建筑信息模型技术，可以创建开放化的设计平台，除了服务于设计部门外，施工部门以及业主等参与主体均能够获取数据资料信息，从而全面掌握建筑结构的设计情况， 就相关问题展开探讨，采取合适的解决方法，经过持续性的优化后调整建筑设计方案，提高其可行性。在协同设计的模式中，业主可以提出个性化的要求，设计人员以此为工作导向展开设计工作，并从施工部门中获取建议，最终制定合适的设计方案。

（3） 传递性设计。

通过建筑信息模型技术的应用，设计工作打破了以往信息过于独立的僵局，各类信息能够以某种微妙的关系关联于一体，受惠于信息的高效整合特性，设计及修改等工作的便捷性得以提高，当设计人员对某部分的参数做出调整后，与之相对应的参数也将同步发生变化，展现出经过整体调整后的模型，缩短了设计时间，保证了设计结果的精准性。

3.2 借助信息模型技术优化建筑结构设计的方法

3.2.1 数据信息化的应用

纵观建筑结构设计发展进程，建筑信息模型技术具有里程碑式意义，其能够高效整合多种信息，实现信息的统一建设与处理。作为设计人员，可以将建筑信息模型技术作为设计工作中的“得力助手”，高效整合工程信息以及处理信息。在设计工作中创建数据库，作为信息的“收纳盒”，存在需求时便及时从数据库中调取相应的信息。由于信息被整合于一体，因此彼此间的融合性和关联性也有所增强，创建的结构具备信息层面的关联，而相比于CAD 等传统的软件而言，数据库的应用还可缩短设计时间，保证设计结果的准确性。

3.2.2 设计内容具有合理性

图纸是建筑结构设计中的关键产物，其反映了建筑结构在空间、尺寸等方面的关系，是建筑的雏形。图纸具备较高的应用价值，而在图纸设计中需根据需求持续修改，直至得到具有可行性的图纸为止。在以往的设计中，图纸修改后易出现各类问题，例如结构缺乏安全性、结构组合方式冗余、图纸中的内容缺乏可行性（难以落实到实践中）等，即便后续建筑能够建设成型，也存在诸多质量和安全层面的问题。而对于建筑信息模型技术，其能够满足图纸设计的要求，为图纸的修改提供便捷条件。经过对某项参数的修改后，与之相关联的参数也将同步发生变化，设计内容过于独立或是内容可行性不足的问题迎刃而解。

3.2.3 统一性设计

通过建筑信息模型技术的应用，还能够以直观的方式呈现出建筑的各项属性，例如外观、材质等，能够在设计中整合信息，在设计阶段便对建筑的各项功能做出准确的判断， 包含采光、美观性、节能效益等，若某方面或多方面不满足设计要求，则能够及时做出调整，确保最终的设计方案具有可行性。

3.2.4 模型建设的应用

土木工程建筑结构设计中，合理应用模型还可达到减少修改工作量、提高修改准确性的双重效果。此外，以建筑工程中的钢结构设计为例展开分析，所创建的模型可以反映出各结构间的连接关系以及钢结构体系的稳定程度等方面的情况，设计人员根据模型做出判断，若存在钢构件冲突或是整体结构失稳等问题，则可以进行优化，并再次对全新的模型做出判断，按照此方式重复操作后逐步完善设计方案。

4 结 语

综上所述，土木工程建筑结构设计是项目全流程中的基础工作，合理的结构设计方案能够为施工提供正确的指导， 以免在施工期间或是建筑结构成型后出现问题。为做好建筑结构的设计工作，可引入建筑信息模型技术，建模并展开分析，借助模型的直观化特性，从中发现不满足要求之处，由设计人员做针对性的修改，从源头上规避建筑问题。通过技术的应用，在得到完整的设计方案后，施工人员能够将其中的各项工作要求落实到实践中，推动建筑项目的高效开展。