摘要：土木工程建筑結構設計對于后續建設工作的開展具有引導作用。文章以土木工程建筑結構設計的基本內容為切入點，梳理現階段所存在的設計問題，經分析后提出優化措施，以提高土木工程建筑結構的設計水平。

關鍵詞：土木工程；建筑結構；結構設計

1 土木工程建筑結構設計的主要內容

土木工程建筑結構的設計中應重點考慮以下兩方面內容。

（1） 專項設計項目及具體流程。結構、給排水、電氣等均是不容忽視的設計內容，在各專項設計中均要以安全可靠性和功能穩定性為基本目標，在此基礎上提高環保效益和經濟效益。為保證整體設計方案的可行性，需要按照方案的設計、結構的分析、構件的設計、圖紙的繪制等一系列流程有序展開設計工作。

（2） 結構設計要求。各結構構件均要具有足夠的承載能力，能夠在建筑使用過程中發揮出承載的作用，為滿足此方面的要求，在設計時需計算疲勞強度，保證該值的合理性。此外，建筑是集多部分結構于一體的完整體系，因此需要協調好結構間的關系，形成合適的結構組合方式，保證建筑的安全和質量。

2 土木工程建筑結構設計的主要問題

2.1 結構安全問題

在部分設計工作中，設計人員未考慮到結構安全層面的問題，或是企業為追求經濟效益而在施工期間隨意變更結構設計方案，由于缺乏可行性論證，容易出現設計方案無法順利應用的情況，除了影響建筑的安全性外，還容易增加建筑成本。

2.2 結構穩定性問題

隨著社會經濟的發展，加之土地資源的緊缺，現階段的建筑結構普遍采取的是高層形式，這對結構的穩定性提出了更高的要求。而部分設計人員未充分考慮到此方面的要求， 缺乏針對性的優化措施，從而出現結構的抗震性能不足等問題，在外部因素的促進作用下，容易發生結構失穩現象。

2.3 樓層平面剛度問題

建筑結構組成中，部分設計人員對結構概念的認識不充分，在樓層平面剛度布置的設計中未創建力學模型，導致分析的結果缺乏準確性。此外，還存在計算結果與標準值存在較大偏差的情況。

3 基于土木工程建筑結構設計現存問題的優化措施

3.1 建筑信息模型技術

依托于信息技術的高效發展，建筑信息模型技術應運而生，該項技術能夠給土木工程的設計提供助推力。通過建筑信息模型技術的應用，擺脫了以往二維設計方式的束縛，取而代之的是三維設計形式，可更為全面地反映出設計中所存在的問題，以便從源頭上高效解決。結合現階段的應用經驗，建筑信息模型技術的應用特性主要體現在以下3 個方面。

（1） 信息的集成化。

設計期間的信息具有高度的集成化特性，豐富了信息的利用價值。以建筑結構設計的要求為準，以設計信息為支撐，將信息整合至特定的模型中，增強信息的集成化特性。對于設計人員而言，可以根據設計需求在平臺上采取相應的操作，且能夠滿足多人同時操作的作業需求，由此達到交互設計的效果。在土木工程建筑項目的信息模型中，最具代表性的當屬數據庫，其作用在于可完整地記錄建筑結構設計的細分項目以及具體內容，并且能夠通過三維模型的形式呈現出數據庫內部的各項信息以及彼此間的關系，使信息所蘊含的價值得到充分的彰顯。數據庫所包含的信息資源總量豐富，包含建筑結構的空間信息、細分構件的尺寸信息、各類構件的材料信息等，而此類信息都具有可參考價值，有利于提高設計的便捷性，并保證設計效果。相比于CAD 等傳統的二維設計方式，建筑信息模型技術可以充分發掘出信息的利用價值，以較為直觀的形式呈現信息。

（2） 協同設計。

土木工程建筑結構設計是一項系統性的工作，其需要多個部門的共同參與，若采取的是各部門獨立設計的模式，則容易因溝通不及時而出現結構沖突等問題。依托于建筑信息模型技術，可以創建開放化的設計平臺，除了服務于設計部門外，施工部門以及業主等參與主體均能夠獲取數據資料信息，從而全面掌握建筑結構的設計情況， 就相關問題展開探討，采取合適的解決方法，經過持續性的優化后調整建筑設計方案，提高其可行性。在協同設計的模式中，業主可以提出個性化的要求，設計人員以此為工作導向展開設計工作，并從施工部門中獲取建議，最終制定合適的設計方案。

（3） 傳遞性設計。

通過建筑信息模型技術的應用，設計工作打破了以往信息過于獨立的僵局，各類信息能夠以某種微妙的關系關聯于一體，受惠于信息的高效整合特性，設計及修改等工作的便捷性得以提高，當設計人員對某部分的參數做出調整后，與之相對應的參數也將同步發生變化，展現出經過整體調整后的模型，縮短了設計時間，保證了設計結果的精準性。

3.2 借助信息模型技術優化建筑結構設計的方法

3.2.1 數據信息化的應用

縱觀建筑結構設計發展進程，建筑信息模型技術具有里程碑式意義，其能夠高效整合多種信息，實現信息的統一建設與處理。作為設計人員，可以將建筑信息模型技術作為設計工作中的“得力助手”，高效整合工程信息以及處理信息。在設計工作中創建數據庫，作為信息的“收納盒”，存在需求時便及時從數據庫中調取相應的信息。由于信息被整合于一體，因此彼此間的融合性和關聯性也有所增強，創建的結構具備信息層面的關聯，而相比于CAD 等傳統的軟件而言，數據庫的應用還可縮短設計時間，保證設計結果的準確性。

3.2.2 設計內容具有合理性

圖紙是建筑結構設計中的關鍵產物，其反映了建筑結構在空間、尺寸等方面的關系，是建筑的雛形。圖紙具備較高的應用價值，而在圖紙設計中需根據需求持續修改，直至得到具有可行性的圖紙為止。在以往的設計中，圖紙修改后易出現各類問題，例如結構缺乏安全性、結構組合方式冗余、圖紙中的內容缺乏可行性（難以落實到實踐中）等，即便后續建筑能夠建設成型，也存在諸多質量和安全層面的問題。而對于建筑信息模型技術，其能夠滿足圖紙設計的要求，為圖紙的修改提供便捷條件。經過對某項參數的修改后，與之相關聯的參數也將同步發生變化，設計內容過于獨立或是內容可行性不足的問題迎刃而解。圖1 為建筑模型設計。

圖1 建筑模型設計

3.2.3 統一性設計

通過建筑信息模型技術的應用，還能夠以直觀的方式呈現出建筑的各項屬性，例如外觀、材質等，能夠在設計中整合信息，在設計階段便對建筑的各項功能做出準確的判斷， 包含采光、美觀性、節能效益等，若某方面或多方面不滿足設計要求，則能夠及時做出調整，確保最終的設計方案具有可行性。

3.2.4 模型建設的應用

土木工程建筑結構設計中，合理應用模型還可達到減少修改工作量、提高修改準確性的雙重效果。此外，以建筑工程中的鋼結構設計為例展開分析，所創建的模型可以反映出各結構間的連接關系以及鋼結構體系的穩定程度等方面的情況，設計人員根據模型做出判斷，若存在鋼構件沖突或是整體結構失穩等問題，則可以進行優化，并再次對全新的模型做出判斷，按照此方式重復操作后逐步完善設計方案。

4 結 語

綜上所述，土木工程建筑結構設計是項目全流程中的基礎工作，合理的結構設計方案能夠為施工提供正確的指導， 以免在施工期間或是建筑結構成型后出現問題。為做好建筑結構的設計工作，可引入建筑信息模型技術，建模并展開分析，借助模型的直觀化特性，從中發現不滿足要求之處，由設計人員做針對性的修改，從源頭上規避建筑問題。通過技術的應用，在得到完整的設計方案后，施工人員能夠將其中的各項工作要求落實到實踐中，推動建筑項目的高效開展。

作者簡介：吳樹明（1981-），男，河北灤平人，中交（廣州）鐵道設計研究院有限公司工程師，研究方向：建筑結構工程設計。

參考文獻

[1] 李廣龍. 建筑結構設計中BIM 技術的應用實踐分析[J]. 工程建設與設計，2020（15）：139-141.

[2] 蔚統原.BIM 技術在建筑結構設計中的應用探討[J].工程建設與設計，2019（10）：15-16.

[3] 張喬. 土木工程結構設計中的安全性與經濟性分析[J]. 建筑技術開發，2018（20）：10-11.