土木工程建筑結構設計中存在的問題

呂杰

摘要：本文概述了土木工程建筑結構設計的內涵，對土木工程建筑結構設計存在的問題進行了詳細分析，同時還探討了土木工程建筑結構的設計的措施，以供參考。

關鍵詞：土木建筑工程；結構設計；問題；措施

中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3024（2017）05-101-02

前言

隨著人們生活水平的提高，對生活的居所也有了更高的要求，使城市變得越來越大，使城市中的建筑物也越來越高。盡管建筑行業的發展蓬勃迅速，但是在發展中暴露出的與土木工程設計相關的問題也越來越多，給許多的建筑物留下了不少安全隱患，隨時威脅著人們的人身安全。

1土木工程建筑結構設計概述

土木工程主要就是指運用一些設備等進行的勘察、設計以及施工等活動，或者是直接為人們提供各種生活、生產等的設施建設，比如：房屋、橋梁、鐵路、公路等工程。科學技術更新的突飛猛進，帶動了建筑行業的快速發展，超高層、超限建筑也大量的不斷涌現，對技術的要求也逐漸提升。土木工程的結構設計是建筑項目工程施工之前的準備工作.如果土木工程結構設計的不合理、不科學將會影響施工工作的順利開展，極端情況甚至會出現嚴重的安全事故，威脅到施工人員的人身安全，最終影響工程的整體質量。土木工程乃是國家的基礎事業，其直接關系到國家的整體發展水平，所以，做好土木工程建筑結構設計的工作是十分重要的。就目前而言，建筑行業對施工的質量以及安全管理越來越嚴格，所以，要想確保工程的整體質量以及安全，就必須加大對土木工程建筑結構設計的重視。

2土木工程建筑結構設計存在的問題

2.1設計中的可靠性不夠

土木工程設計的原則是安全和牢靠，牢靠性高的土木工程建筑結構設計可以保證建筑施工隊在施工時的建造安全，還能保證建筑物建成之后的使用安全。但是我國目前的土木工程建筑結構設計中明顯存在牢靠性標準不合理的問題，這就使參照這一套標準設計的土木工程建筑結構的安全性大大降低了，進而影響無數人的生命安全。一般情況下建筑工程的牢靠性高低區別點在于一棟建筑物的某一部分在遭受了外力的影響之后，整棟建筑物是否都隨之受到影響，最后是否會給整棟建筑物造成安全威脅。通常牢靠性較強的建筑物在某一部分遭受外力撞擊時不會影響整棟建筑物的結構，對人的生命財產安全的威脅較小。

2.2對承重柱和構造柱的區別認識不夠

構造柱和承重柱的功能是完全不一樣的，但是由于界定不明確，經常會出現土木工程設計的人員錯將承重柱當作構造柱，使建筑物成為一棟充斥著危險的建筑物。構造柱的作用是防止建筑物的墻面裂縫，建筑物抗水平荷載能力需要構造柱來提高，常常涉及到的抗水平荷載有地震荷載等。而承重柱與構造柱的區別若是被設計人員忽略或者混淆，將會給建筑物埋下安全隱患，也會直接造成建筑物的安全事故發生。根據建筑過程中的一些實例顯示，若是將承重柱當作構造柱使用了，會出現建筑物變形、墻面裂縫、建筑物沉降、坍塌等現象。不管是哪一種現象出現，這棟付諸了整個建筑團隊心血的建筑物就成為不合格產品，浪費了大量的人力物力資源。

2.3設計人員忽視了周圍環境對建筑物結構的影響

建筑物的建造對周圍的環境有影響，同樣周圍的環境也會對建筑物產生影響，而且這種影響還會貫穿于建筑物建造的整個過程，其中就包括了土木工程建筑結構的設計。設計人員在設計具體的結構方案時，需要考慮建筑物建造場所的環境氣候條件，比如天氣、溫度、濕度、水土酸堿性等等自然因索。但是通過調查發現，在實際的建筑結構設計中，設計人員常常將這一內容忽略，造成了許多無法挽回的損失。建筑物的建造最需要的材料就是鋼筋混凝土，而氣候、水土對鋼筋混凝土的影響既直接又大，必須將這些因素考慮到設計中去，才會避免材料和設計出現問題，避免導致整棟建筑物的建造工期延后或者出現爛尾，最主要的是避免建筑物中安全隱患的存在。

2.4樓層平面剛度問題

設計人員在設計建筑建構時，若發生結構布置方式及基本結構概念缺失的問題，便會運用樓板變形的計算方式計算樓層平面所具有的剛度。若從力學模型角度分析，該方式可行。然而，設計人員在確定樓板變形程序過程中，所得結果準確度并不高。研究表明，導致該方式計算精確度不高的主要原因是受到結構設計中建立于安全儲備之上的部分位置過大的影響。針對該問題的解決，設計人員可利用將樓層設計為剛性的樓面以完成計算，從而避免程序計算所得結果同現實樓板的實際受力情況之間存在本質性的誤差。

3土木工程建筑結構的設計措施

3.1增加結構設計的安全性標準

解決當前土木工程建筑結構設計安全性不夠的問題，當然需要著手于安全性的重新考慮和設計上，盡量采用現代科學技術優化土木工程設計，為工程質量提供保障。優化土木工程設計結構首先要規范化安全標準，設計一套系統隨時更新完善設計，引入國外先進的工程設計理念以及標準，根據我國建筑行業的具體情況制定適合我國建筑物建造的設計體系，將國內與國外的土木工程設計之間的差距縮短。要將土木工程建筑結構設計的安全性設計作為重點，通過建筑行業以及國家相關部門提供的規范化標準，堅持以設計的安全性為核心，保證建筑物的穩固性、使用壽命等，實現建筑物的質量保障。土木工程設計之時不僅要考慮到施工過程中有可靠安全的設計方案，也要對工程完結之后到業主手中，業主開始利用之后可能會產生的一切問題做詳盡的考慮，并融入到設計當中。

3.2構件設計要合理

結構構件設計中最常見的三要素：強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱桿件。其中強柱弱梁在工程設計中“最難實現”，因為設計師最容易忽視。哪些因素導致無法準確實現“強柱弱梁”？（1）結構內力分析時考慮了樓板的約束作用，梁截面為T形，常用的計算分析軟件中以邊梁和中梁的剛度放大系數來考慮，但梁的承載力設計時仍以矩形截面來配筋，并沒有考慮樓板的約束作用，低估了梁的承載能力。實際應該這樣處理：按T形截面進行的內力分析，就應根據所得的承載力按T形截面進行配筋：或者將按T形截面進行內力分析后所得的承載力除以梁剛度放大系數，然后按矩形截面進行配筋。（2）梁端配筋采用的是柱中線處的內力，而實際上應該采用柱邊的內力，而柱中線處的內力比柱邊的內力大約20%，實際上增加了梁端的配筋。（3）由于設計習慣和鋼筋需要歸并等原因造成梁配筋的增大，且有些設計師總是任意放大配筋計算結果，反而適得其反。

另外兩個要索相對容易實現，在軟件輔助計算時一般即可處理，需要注意的是“強剪弱彎”通常由以下幾點構造來實現：（1）增大箍筋直徑，減小箍筋間距。（2）必要時，某些構件的箍筋可全長加密，如連梁、短柱等。（3）主次梁交接處，設珞附加箍筋和彎起鋼筋。

3.3增強板設計以及配筋方式

土木工程的設計除了前文所述的內容，還包括了樓板的設計以及配筋的選擇。樓板作為建筑物的重要承重構件及水平傳力構件，在設計中卻容易被輕視。（1）設計時為了計算方便或因對板的受力狀態認識不足.簡單地將雙向板作用單向板進行計算。使計算假定與實際受力狀態不符，導致一個方向配筋過大，而另一方向僅按構造配筋，造成配筋嚴重不足，致使板出現裂縫。（2）樓板負筋伸出支座長度一般設計師取短跨的1/4～1/3，這樣實際是不安全的，樓板負筋伸出長度應該根據彎矩圖確定，籠統的取一個數值是不合理的。（3）板承受線荷載時彎矩計算問題，在民用建筑中.常常在樓板上布置一些非承重隔墻故大樓板設計中常常將該部分的線荷載換算成等效的均布荷載后，進行板的配筋計算。但有些設計人員錯誤地將隔墻的總荷載附以板的總面積。另外，板上隔墻頂部處理常采用立磚斜砌砌頂緊上部分的樓、屋面板，這樣會給上部的板增加了一個中間支承點，使其變為連續板，支承點上部出現了負彎矩，而在板的設計中又沒考慮該部分的影響，致使板預出現裂縫。

樓板設計以及配筋這方面的技術問題，是土木工程建筑結構設計的容易忽視的，當設計方案合理后對于之后建筑物建造的過程會起到非常大的作用。

4結束語

總之，建筑結構設計是土木工程中重要的工作環節之一，不僅決定了項目工程整體質量，同時也決定了建筑結構外觀。故而，設計人員在設計工作中，應先確保工程項目的安全性，盡可能延長建筑物的使用壽命。在這一前提下，盡量壓縮企業的投資成本，不僅保障人們的生命安全與財產安全，同時為企業創造豐富的經濟收益。