土木工程結(jié)構(gòu)設計的合理性分析

文/梁春華 上海鑫越建設工程有限公司 上海 201700

1、土木工程建設中結(jié)構(gòu)設計合理性的問題

1.1 傳統(tǒng)設計不利于建筑物的維護和保養(yǎng)

在土木工程的結(jié)構(gòu)設計中，建筑物的穩(wěn)定性是其圍繞的中心，也是所有結(jié)構(gòu)工程師進行結(jié)構(gòu)設計時需要引起高度重視的。比如供電局辦公樓因為扶梯、電梯、和樓梯的集中布置，嚴重地削弱了局部的剛度和穩(wěn)定性，為了解決這一矛盾問題，必須采取加強措施，適當?shù)丶哟笾苓吜喊逯慕孛婧团浣睢Ａ頁?jù)新聞報道，某棟樓的陽臺掉落了，究其原因就是沒有按懸挑梁受力性質(zhì)合理地布置鋼筋。經(jīng)過眾多建筑物事故的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，許多工程是因為建筑結(jié)構(gòu)設計的不合理導致后期出現(xiàn)眾多的質(zhì)量問題，甚至是建筑物的坍塌，導致建筑物呈現(xiàn)了較差的耐久性。2008年5月12日汶川地震很多房屋倒塌就是因為沒有進行合理的抗震設計，很多住房都采用土坯房（如圖1）和預制空心樓板（如圖2）結(jié)構(gòu)，因為建筑結(jié)構(gòu)設計的不合理或者材料的應用不當，即使發(fā)生輕微的地震災害就會導致嚴重的事故，其抗震性很差。而承德兆非國際五星級酒店設備夾層和樓梯均采用了滑動支座，就是為了整體剛度合理分布，提高抗震性能；此外，有些建筑物更深層次的原因就是因為使用者沒有強烈的養(yǎng)護意識，出現(xiàn)了各種有損建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的危險行為。因為設計工作的不到位，導致眾多建筑材料因為儲存行業(yè)運輸不僅浪費了眾多的成本，而且會造成建筑材料的銹蝕和腐爛的現(xiàn)象，久而久之，就會導致嚴重的建筑主體的安全問題，嚴重影響了廣大人民群眾的財產(chǎn)安全和生命安全。

圖1

圖2

1.2 土木工程設計結(jié)構(gòu)的牢固性較差

堅固是建筑的最基礎(chǔ)功能,它的程度能夠直接影響這個房屋的耐久性，所以一定要對結(jié)構(gòu)的堅固程度加以重視。麗景新苑舊房改造（平改鋼坡屋面）最初方案檐溝為不繡鋼材質(zhì)，它的優(yōu)點是運輸輕便，安裝簡單，不易生繡和耐微腐蝕，但與各部位銜接處會留有縫隙，與鋼筋砼檐溝相比，不如砼檐溝堅固，耐久，與各部位緊密結(jié)合，所以最后決定采用砼檐溝。要增強建筑的堅固程度,就得照顧到結(jié)構(gòu)設計的所有細節(jié),再根據(jù)建筑所在地點和位置的實際情況,比如土壤環(huán)境氣候條件等精準的構(gòu)造藍圖,使其達到遇到自然災害或人為損壞即使有一些地方損壞,整個結(jié)構(gòu)也不會受到被動損害。

1.3 土木工程結(jié)構(gòu)設計安全標準過低

目前,我國大多數(shù)土木工程建筑的安全系數(shù)不符合標準。究其原因是由于結(jié)構(gòu)設計的安全標準太低而不能有效地約束施工過程的質(zhì)量和安全性。其次,工程結(jié)構(gòu)的設計安全標準太低,影響了建筑的整體效率,縮短了使用壽命。因此,有關(guān)部門應加強對建筑結(jié)構(gòu)的安全工程標準的重視程度,并針對存在的問題做出合理的改進。

2、提升土木工程建筑結(jié)構(gòu)合理性優(yōu)化設計

2.1 貫徹全局設計思路

針對上面土木工程結(jié)構(gòu)設計存在的整體性差的問題,設計人員應該具備全局意識,在設計過程中嚴格遵守全局化設計思路,將建筑物看做是一個整體,并結(jié)合實際情況開展設計,從而保證建筑規(guī)劃與城市整體規(guī)劃相協(xié)調(diào)。典型案例如嘉定城北大型居住社區(qū)地上14棟高層主樓，立面造型基本一致，排列有序，上部均為剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)均為樁筏基礎(chǔ)，這種設計思路應該貫穿土木工程設計的全過程,從根本上解決了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計中各自為政的現(xiàn)象,采取全局設計思路能夠更直觀的發(fā)現(xiàn)其中存在的問題,將土木工程各部分作為整體的分支,采取科學的設計理念確保各方面都能夠符合土木工程結(jié)構(gòu)、設計風格的要求,實現(xiàn)了一體化設計。除此之外,全局設計思路還能夠擴寬設計人員的創(chuàng)新意識,在保證建筑物整體性的同時,帶來不一樣的藝術(shù)價值,更加突出土木工程結(jié)構(gòu)設計中的人性化、整體化特點。

2.2 科學、合理的設計土木工程的結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)設計的不合理是在土木工程結(jié)構(gòu)設計過程中導致建筑物沒有發(fā)揮其作用的主要因素。比如設計云翔拓展大居24A-01A地塊共有產(chǎn)權(quán)保障住房項目時基礎(chǔ)均采用樁基礎(chǔ),在土建項目的結(jié)構(gòu)設計過程中首先要分析并考慮施工現(xiàn)場及周邊的地質(zhì)條件和環(huán)境,并進行調(diào)研勘測,針對周邊環(huán)境可能受到的自然災害,地震發(fā)生頻率等,經(jīng)過進一步的分析后,參照國家相關(guān)標準,再結(jié)合項目的實際情況對樁基礎(chǔ)進行適當?shù)恼{(diào)整,達到經(jīng)濟、合理、安全、可靠的最佳結(jié)構(gòu)設計方案；同時還要兼顧施工的可行性。在結(jié)構(gòu)設計的過程中要對項目進行科學管理,盡可能對圖紙進行細化,減少由于工程設計不合理導致出現(xiàn)一些安全事故。除此之外還需要對設計人員的理論知識進行加強與提高,從而提高設計人員對土木工程結(jié)構(gòu)設計技術(shù)的掌握,以確保建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定及安全。

2.3 完善土木工程結(jié)構(gòu)設計各種標準和體制

目前的土木建筑工程的設計都非常浪費能源材料,過于前衛(wèi)的建筑風格也會造成環(huán)境的極大破壞,然而隨著我國生態(tài)環(huán)境的不斷低勢發(fā)展,建筑結(jié)構(gòu)的節(jié)能環(huán)保引起了社會的廣泛關(guān)注。在過去的很多年建造房屋多采用粘土磚，由于大量開采粘土造成了環(huán)境資源的過度消耗及廢棄，并非由于建筑結(jié)構(gòu)設計的有意而為之,最重要的原因是來自設計者對于相關(guān)的環(huán)境保護法律條約以及一系列環(huán)保節(jié)能措施的淺顯認知。進而可以看出,在建筑的設計層面有很大一部分的描述都是非常不精準的,這就使得這些關(guān)于建筑創(chuàng)作的項目在進行時忽略了購材的環(huán)保節(jié)能性。而鹽城恒大名都、威尼斯渡假區(qū)、南翔高層商住樓、嘉定城北大型居住社區(qū)和供電局等項目均采用加砌砼砌塊非常嚴格的遵守環(huán)境保護條約,嚴格控制節(jié)能環(huán)保舉措,注重環(huán)境保護節(jié)能的細節(jié)所在,體現(xiàn)了設計項目時對環(huán)保的重視態(tài)度。

2.4 提高土木工程結(jié)構(gòu)設計人員的專業(yè)能力

除了上述的注重建筑結(jié)構(gòu)設計的全面性以及注重后期的維修和養(yǎng)護，還要提升土木工程結(jié)構(gòu)設計人員的專業(yè)素養(yǎng)。建筑結(jié)構(gòu)設計在土木工程中具有重要地位，所以要從各個方面提升建筑結(jié)構(gòu)的設計水平。比如建筑結(jié)構(gòu)設計領(lǐng)域權(quán)威專家的講座、土木工程行業(yè)交流會等。要通過多元化的培訓方式來提升土木工程結(jié)構(gòu)設計人員的理論能力，并與實踐充分融合，實現(xiàn)其專業(yè)技能的呈現(xiàn)，為我國的土木工程建設提供最強大的技術(shù)人員支持。

2.5 提高結(jié)構(gòu)設計的安全性

在實際的土木建筑工程施工中，要充分將建筑結(jié)構(gòu)設計人員和施工人員進行良好的對接，通過對設計圖紙的交底工作，來保證施工隊伍能夠清晰的了解整體土木工程細節(jié)設計的含義，減少施工中的失誤操作，有效的提升施工的進度和效率。我在中成藥研發(fā)生產(chǎn)廠房及輔助用房擔任項目經(jīng)理期間，對于施工的每道工序，隱蔽工程與結(jié)構(gòu)設計施工圖，相關(guān)規(guī)范和行業(yè)標準是否相符進行仔細核查，以及施工現(xiàn)場組織施工技術(shù)人員針對施工機械進行詳細檢查，通過發(fā)現(xiàn)問題，并與施工人員及時進行溝通解決，有效規(guī)避眾多的作業(yè)失誤，來保證建筑結(jié)構(gòu)施工的安全和順利進行，完美地完成項目的施工任務，被評為優(yōu)質(zhì)工程和安全文明施工工地。

結(jié)論：

綜上所述，在土木工程的建設中，不斷優(yōu)化當前建筑結(jié)構(gòu)設計的水平，有效解決當前土木工程建筑結(jié)構(gòu)中的各種問題，保證整體項目更加安全和穩(wěn)定地完工。通過與國外先進設計技術(shù)的交流和自身設計的不斷完善，助力土木建筑工程的快速前進。