摘要：土木工程建筑結構設計對于后續(xù)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(xiàn)階段所存在的設計問題，經(jīng)分析后提出優(yōu)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(wěn)定性為基本目標，在此基礎上提高環(huán)保效益和經(jīng)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(fā)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(xié)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(yè)為追求經(jīng)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(xiàn)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(wěn)定性問題

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，加之土地資源的緊缺，現(xiàn)階段的建筑結構普遍采取的是高層形式，這對結構的穩(wěn)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(yōu)化措施，從而出現(xiàn)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(fā)生結構失穩(wěn)現(xiàn)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(chuàng)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(xiàn)存問題的優(yōu)化措施

3.1 建筑信息模型技術

依托于信息技術的高效發(fā)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(xiàn)階段的應用經(jīng)驗，建筑信息模型技術的應用特性主要體現(xiàn)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(jù)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(yè)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(shù)據(jù)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(xiàn)出數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(tǒng)的二維設計方式，建筑信息模型技術可以充分發(fā)掘出信息的利用價值，以較為直觀的形式呈現(xiàn)信息。

（2） 協(xié)同設計。

土木工程建筑結構設計是一項系統(tǒng)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(xiàn)結構沖突等問題。依托于建筑信息模型技術，可以創(chuàng)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(yè)主等參與主體均能夠獲取數(shù)據(jù)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(jīng)過持續(xù)性的優(yōu)化后調整建筑設計方案，提高其可行性。在協(xié)同設計的模式中，業(yè)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(lián)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(shù)做出調整后，與之相對應的參數(shù)也將同步發(fā)生變化，展現(xiàn)出經(jīng)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(yōu)化建筑結構設計的方法

3.2.1 數(shù)據(jù)信息化的應用

縱觀建筑結構設計發(fā)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(xiàn)信息的統(tǒng)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(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，作為信息的“收納盒”，存在需求時便及時從數(shù)據(jù)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(lián)性也有所增強，創(chuàng)建的結構具備信息層面的關聯(lián)，而相比于CAD 等傳統(tǒng)的軟件而言，數(shù)據(jù)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(chǎn)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(jù)需求持續(xù)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(xiàn)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(xù)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(jīng)過對某項參數(shù)的修改后，與之相關聯(lián)的參數(shù)也將同步發(fā)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(tǒng)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(xiàn)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(jié)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(chuàng)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(wěn)定程度等方面的情況，設計人員根據(jù)模型做出判斷，若存在鋼構件沖突或是整體結構失穩(wěn)等問題，則可以進行優(yōu)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(xiàn)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(fā)現(xiàn)不滿足要求之處，由設計人員做針對性的修改，從源頭上規(guī)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(tǒng)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(jīng)濟性分析[J]. 建筑技術開發(fā)，2018（20）：10-11.