土木工程中結構設計存在的問題及對策

文/張延軍 貴州省建筑設計研究院有限責任公司 貴州貴陽 550000

1、土木工程結構設計概述

所謂的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。科學技術的日新月異，推動了建筑行業的迅速發展，高層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工程施工之前的準備工作，如果工程結構設計的不合理將會影響施工的順利開展，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。由于土木工程是國家的基礎事業，將直接關系到國家的整體發展，所以，做好對土木工程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結構設計的重視。

2、土木工程中結構設計中常出現的問題

2.1 牢靠性設計不強

牢靠性在土木工程結構設計中是基本的原則和基礎，能夠保障建筑工程的安全可靠性，當前我國的土木工程結構設計中的牢靠性標準不是十分的完善和健全，這就使土木工程結構設計的整體安全性受到了很大的影響。建筑工程的牢靠性就是指建筑在被外力沖擊的作用下發生部分損壞時，不會由于建筑物的一部分發生損壞而使整個建筑物受到損壞或發生倒塌的現象。

2.2 承重柱及構造柱的區別問題

在建筑工程的結構設計過程中，通常會出現構造柱和承重柱區分不明確的現象。其實構造柱和承重柱完全是不同功能和不同概念的兩種結構部件。一旦把二者混淆，那么久一定會對建筑工程的牢固性產生極大的影響，會導致嚴重的質量安全事故的發生。在磚混結構為主體結構的工程當中構造柱適合梁一起來設計配合比例來搭配使用的，它的作用是能夠防止墻裂縫的產生和能夠提高建筑物的抗水平荷載的能力，比如典型的地震荷載就是水平荷載。但是一旦設計人員把二者的概念混淆，不經意的把構造柱當做承重柱來使用，那么建筑物就一定會發生變形，出現裂縫，沉降最后整體倒塌。所以說我們一定要對構造柱和承重柱明確的區別開來，以保證在工程的結構設計中確保建筑工程的安全可靠性。

2.3 周圍自然環境對建筑物結構的影響沒有得到設計人員足夠的重視

建筑工程結構設計時，在對結構的安全可靠性及耐久性問題進行考慮的同時，也要考慮到建筑工程周圍的自然環境因素，天氣溫度，濕度，水和土的酸堿度及對建筑物造成腐蝕等自然條件因素。但是在實際的土木工程結構設計中這些自然環境因素往往卻被忽略掉了，這是這些自然環境因素會對鋼筋混凝土為主要材料的建筑工程產生特別重大的影響及破壞。如果不把自然環境因素考慮進去那么對與建筑工程的安全性和耐久性是非常不利的，同時也會存在著極大的安全隱患問題。

3、土木工程結構設計的具體方法

3.1 結構可靠度的設計方法

以概率論為參考，研究相關知識融入到結構設計中，分析結構的極限狀態來做結構設計工作，就叫做結構可靠度設計。

3.2 多系數極限狀態的設計方法

極限的狀態通常是指無法再承受更多，達到臨界的狀態。土木工程結構設計不能超過極限，要在結構的臨界點以下，否則，就會超出承受力，引發安全隱患。因此，在進行土木工程結構設計時，要考慮到正常使用的極限，承載能力的極限，了解清楚結構的極限，再設計。

3.3 容許應力的設計方法

容許應力的設計方法很早以前就出現了，它是以彈性理論為依據進行設計的。在考慮設計方案時，對于不確定的因素，會建立一個統一的系數，然后根據此系數來考慮設計。對于安全系數也不能確定，通常是憑經驗來估計的。對于材料的強度和塑性也沒有規范，無統一標準。

4、土木工程結構分析過程中存在問題的解決對策

4.1 科學、合理的設計土木工程的結構

在土木工程結構設計過程中結構不合理是導致建筑物無法發揮自身作用的首要因素，在土木工程結構設計過程中施工單位應先對施工地點周圍的地質情況進行相應的分析及考慮，針對周圍環境的自然災害情況、地震發生頻率等進行合理的分析之后，按照相關國家標準，結合實際情況對建筑材料進行調整，制定合理的工程管理體系，在結構設計過程中實施科學管理、盡量詳細設計圖紙，減少由于工程結構的不合理設計導致的安全事故的發生，此外還應加強設計人員的理論學習，提高設計人員的自身素質及專業素養，提高土木工程結構設計領域最新方案的掌握程度，保證建筑物結構的穩定性及安全性。

4.2 將施工環境作為合理結構設計的基礎

在土木工程結構設計過程中應根據現階段的施工環境實施相應的設計，設計人員應在設計之前充分考慮施工條件、地質情況、溫度及濕度等綜合情況的基礎上實施設計，在設計土木工程結構過程中應精細化處理設計圖紙，針對施工過程中的每一個環節進行詳細說明，提高施工人員的認知程度及理解程度，設計結構過程中還應將工程的經濟效益納入考慮的標準內，不能一味的使用標準圖進行設計，減少成本的支出，提高土木工程結構設計的積極性及安全性特點。

4.3 重視結構設計過程中建筑的維修及養護

在土木工程結構設計過程中應將維修及養護納入設計范圍內，由于土木工程建筑在正式使用前很難發現問題，因此在結構設計過程中應加大對圖紙的審查力度，保證建筑的耐久性。

針對施工構件截面進行相應的要求，針對建筑梁、板及柱的尺寸進行嚴格控制，預估建筑施工情況，計算建筑主梁的承受能力，選擇合適的梁板作為標桿，針對施工結構進行嚴格規范，按照結構設計的意圖進行嚴格規定，從根本上提高建筑物的穩定性。

4.4 嚴格控制土木工程結構設計的相關標準

在進行土木工程結構設計過程中應嚴格按照國家規范制定嚴格的土木工程結構設計標準，結合國內外先進的土木工程結構設計的先進技術進行學習，結合實際情況不斷改進相關技術，提高土木工程的質量、安全性及使用壽命。

結語：

在土木工程結構設計過程中存在較多的問題，這些問題的出現嚴重影響著土木工程結構設計及建筑物的整體質量，因此，在進行土木工程結構設計過程中應通過實施科學、合理的設計土木工程的結構、將施工環境作為合理結構設計的基礎、重視結構設計過程中建筑的維修及養護、嚴格控制土木工程結構設計的相關標準等途徑促進土木工程結構的合理性及科學性，提高整體土木工程建筑物的質量，延長建筑物的使用壽命，提高建筑物的安全性。