土木工程建筑結構設計要點探析

蘇武

（安徽電信規劃設計有限責任公司　安徽　合肥　230001）

土木工程建筑結構設計要點探析

蘇武

（安徽電信規劃設計有限責任公司安徽合肥230001）

隨著城市化進程不斷推進，我國建筑領域取得了進一步發展。土木工程作為工程施工的重要組成部分，其中建筑結構設計是一項復雜、系統工作，設計的合理與否直接影響工程質量。近幾年出現很多因為結構設計不合理導致建筑質量問題的事件，對人們日常生活產生了不良影響，如何更好地規劃建筑結構設計受到社會廣泛關注。本文將從土木工程概念入手，分析和研究當前土木工程結構設計現狀，并闡述土木工程設計要點及管理措施。

土木工程；建筑結構；設計要點

前言

建筑行業蓬勃發展，土木工程結構設計備受關注，結構安全性與耐久性始終是結構工程的關鍵衡量指標，土木工程結構設計技術合理性直接影響建筑工程整體安全性。當前我國土建工程結構設計往往忽視環境等因素，導致土建建筑結構設計存在諸多不合理之處，耐久性低、牢固性較差等問題普遍存在，不利于建筑領域健康發展。因此，加強對土木工程建筑結構設計要點的研究具有積極意義。

1　土木工程概念

土木工程主要是指建造各類工程設施科學技術的總稱。其既是指所應用的材料、設備及進行的勘測、設計等技術活動，也是工程建設的對象，即建造在地上或者地下、陸上，直接或者間接為人類生產和生活、軍事和科研等活動提供服務的各項工程設施，如房屋、道路等。

2　當前土木工程結構設計現狀分析

建筑領域快速發展背景下，土木工程迎來更多發展機遇，但是，土木工程結構逐漸呈現多元化、復雜化趨勢發展，隨即產生了很多建筑結構設計問題。具體表現在兩個方面：

（1）構造柱與承重柱問題，土木工程質量直接影響房屋建筑抗震性能，需要對柱梁的具體構造進行科學、合理的結構設計。只有這樣，才能夠避免裂縫的形成，保障工程施工質量。在實際工程中，很多設計師對于構造柱與承重柱認識不夠充分，甚至將承重柱設計應用于構造柱當中，使得原有設置的積極作用得不到有效發揮，當遇到強烈地震時，工程結構會發生巨大的沉降，一旦出現裂縫，勢必造成建筑物倒塌。此外，對承重柱設計過程中，由于對截面面積設計過小，當受到外力影響情況下，梁柱會出現開裂等不良情況，影響工程整體質量。

（2）土木工程結構設計是一項復雜工作，涉及內容較多，影響因素業具有多樣性，增加了設計工作難度。在具體設計中，除了工程安全性、耐久性要求之外，對于工程的土壤溫度、酸堿度等也需要進行綜合考慮。但是在實際設計中，設計人員往往會忽視外部因素，對具體施工過程產生消極影響。

3　土木工程建筑結構要點及管理對策

3.1要點分析

3.1.1選擇合理施工技術，加強基礎結構設計

土木工程建筑結構主要包括土方開挖、現澆混凝土、基坑支護等方面，其中基礎施工是工程的重中之重。基礎施工時間較長，占總工期的30～40%左右。不同的土木工程要求不盡相同，具體可以參照相關《規程》。通常情況下，埋置天然地基應控制在總建筑高度的1/12，埋置樁基時，要占總建筑高度的1/15，要注意不能夠將樁長算在埋置深度當中。同時，由于工程施工普遍集中在城市地區，施工場地較為緊缺，且工期較為緊張，需要對施工場地周邊建筑物及設施進行保護，制定相關保護方案，保障基坑穩定性，從而避免位移現象的發生。針對基坑開挖建設一定要控制施工工期，一般來說，施工時間較短，基礎開挖安全性越高[1]。如果施工對地下水等方面提出了特殊要求，需要經過專家組審批才能夠開展后續工作，提高土木施工安全性。

3.1.2重視地下室嵌固端的選擇，增強結構穩定性

對于地下室結構設計，其中嵌固端的設計較為重要，不僅關系到計算結構的內力，且對于整體結構穩固性具有直接影響，是結構設計的難點。土木工程結構設計中的嵌固主要是指強度嵌固，而非力學嵌固。因此，在具體設計中，應重視地下室嵌固端的選擇，具體來說，可以通過以下幾個途徑實現：①增加屋梁抗彎能力；②增加地下室柱頂的抗彎能力；③滿足規范具體要求。嵌固端所在層樓板應進行連續設計，保證水平地震力的傳遞，減少自然災害對建筑整體穩固性的威脅。工程中常常遇到地下室頂板標高問題，如下沉式廣場，如果地下室頂板不一致，會出現頂板與地上一層高差小于層高1/3，需要地上一層側向剛度能夠滿足規范要求，即地下室頂板可以作為嵌固端，并在錯層處樓板加腋，保障水平剪力傳遞路徑（見圖1）。

3.1.3加強對細節的控制，協調板設計與配筋

圖1　結構簡圖

板設計和配筋結構設計，需要分析二者長短邊長度，結合具體長度確定施工材料。如果長度差距小于2mm，可以采取雙向板計算方法；超過2mm，需要采取短邊進行計算，并在較長的一邊設置足夠的構造鋼筋。要想采用彈性方法，需要確定板的具體尺寸[2]。針對連續雙向板跨中最大彎矩計算，需要依據工程中的荷載分布狀況，加強對荷載分析后進行間隔布置，提高設計科學、合理性。

3.1.4完善基礎結構設計，優化內力組合設計

土木工程結構承載力抗震結構設計重點體現在內力組合各個方面。因此在具體設計中，設計師應對承載力抗震系統進行相應調整，并在此基礎上按照抗震的具體要求合理選擇建筑材料，以此提高建筑承載力。

3.2管理措施

為了提高土木工程設計科學、合理性，為建筑整體提供支持，應加強對設計的有效管理，具體可以采取以下幾個途徑入手：

（1）充分利用現代測量技術。科學技術快速發展，在促進建筑工程等方面提供了極大支持。因此，在設計之初，應充分利用現代測量技術，如GPS測量技術等，對建筑各個方面進行有效測量。日后高層建筑施工中，還應采取CAC先進技術，逐漸完善高樓建筑施工系統及管理體制，有效降低企業施工成本，從而提高建筑整體質量，滿足人們對建筑的多元化要求。

（2）嚴格遵循力學理論。土木工程結構設計應建立在力學理論基礎之上，運用理論指導具體施工，提高建筑整體效果。隨著施工工藝的更新，傳統混凝土施工將無法滿足結構設計[3]。因此，在結構設計中，設計師應切合建筑領域發展趨勢，采取多元化結構設計方法，避免在施工中出現工程質量問題，為人們建設安全、可靠的工程。

（3）嚴把材料質量關。建筑領域中，材料作為建筑工程的核心，其質量高低直接影響建筑整體質量。近年來材料質量受到廣泛關注，且節能減排理念影響下，新型環保建筑材料層出不窮，如人造輕骨料、工業廢料輕骨料等，下圖是人造文化磚。在具體設計中，設計師應加強對新型環保材料的應用，由于新型環保材料更適合當今建筑行業發展需求，引進新型建筑材料，能夠顯著提高工程整體質量。

圖2　人造文化磚

（4）引進先進軟件。建筑行業快速發展，在土木建筑行業出現了多種新型的繪圖工具，為建筑行業發展注入了新鮮血液。因此設計中應積極引進先進軟件，通過對施工圖的精確計算，能夠提高建筑結構的設計，按照施工標準同時，加強建筑施工信息化建設，對設計程序、材料等方面進行科學的管理，從而有效把握施工進度，節省工程施工成本，提高建筑工程質量。

4　結論

根據上文所述，建筑結構設計作為建筑工程的開端，設計合理與否直接影響建筑整體質量，對設計師專業水平提出了高要求。對于結構設計出現的問題，設計師應樹立現代設計理念，將可持續發展理念、節能環保理念等滲透到設計過程中，充分利用現代技術，綜合考慮各項因素，調整和優化建筑結構設計，提高結構設計合理性，保證建筑結構穩定性，不斷提高建筑工程質量，從而促進我國建筑領域可持續發展。

[1]段亞洲，郎宏偉.土木工程建設中對建筑結構基礎設計的探析[J].經營管理者，2013（07）：309.

[2]王慧君，徐勇.高層建筑結構設計的要點探析[J].科技與企業，2014 （06）：171.

[3]喬亮.大體積混凝土結構施工技術在土木工程建筑中的應用探析[J].科技風，2014（19）：167.

TU318

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1673-0038（2015）41-0094-02

2015-9-20