土木工程結構設計的合理性分析

梁春華

【摘要】我國是一個地域遼闊的國家，由于所處地理位置不同，抗震設防裂度，水文環境、自然氣候等也有所區別，比如廈門精英保安高等專科學校教學樓基礎采用的是人工挖孔樁，而同樣的教學樓在上海基礎卻不能采用人工挖孔樁，因為上海地質情況較差，屬于軟土地基。由此可見，土木工程結構設計受到多方面因素的影響，必須綜合考慮，否則容易存在很多問題，由于基礎在土木工程建設中所占的比重較大，如果要保證整個項目的順利完成，首先應做好基礎設計，其次是上部結構的設計，做好基礎和上部設計選擇合理的基礎形式和上部結構體系是非常重要的，針對這些設計問題進行分析，必須使土木工程建設與現場實際情況聯系起來，提高結構設計整體的可行性。從當前土木工程結構設計來看其主要可以分為兩方面，上部結構與基礎結構，上部結構包括砌體、剪力墻、框架、框架-剪力墻等多種形式。基礎結構主要包括條基、擴展基礎、筏基、樁基和錨桿基礎等基

礎形式。為了進一步提高土木工程結構的安全、經濟和合理性，如何合理地做好結構設計工作具有重要意義。

【關鍵詞】土木工程；結構設計；合理性

1、土木工程建設中結構設計合理性的問題

1.1傳統設計不利于建筑物的維護和保養

在土木工程的結構設計中，建筑物的穩定性是其圍繞的中心，也是所有結構工程師進行結構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定性，為了解決這一矛盾問題，必須采取加強措施，適當地加大周邊梁板柱的截面和配筋。另據新聞報道，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合理地布置鋼筋。經過眾多建筑物事故的調查發現，許多工程是因為建筑結構設計的不合理導致后期出現眾多的質量問題，甚至是建筑物的坍塌，導致建筑物呈現了較差的耐久性。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）結構，因為建筑結構設計的不合理或者材料的應用不當，即使發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護意識，出現了各種有損建筑結構穩定性的危險行為。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安全和生命安全。

1.2土木工程設計結構的牢固性較差

堅固是建筑的最基礎功能，它的程度能夠直接影響這個房屋的耐久性，所以一定要對結構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，它的優點是運輸輕便，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，就得照顧到結構設計的所有細節，再根據建筑所在地點和位置的實際情況，比如土壤環境氣候條件等精準的構造藍圖，使其達到遇到自然災害或人為損壞即使有一些地方損壞，整個結構也不會受到被動損害。

1.3土木工程結構設計安全標準過低

目前，我國大多數土木工程建筑的安全系數不符合標準。究其原因是由于結構設計的安全標準太低而不能有效地約束施工過程的質量和安全性。其次，工程結構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，有關部門應加強對建筑結構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構合理性優化設計

2.1貫徹全局設計思路

針對上面土木工程結構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，并結合實際情況開展設計，從而保證建筑規劃與城市整體規劃相協調。典型案例如嘉定城北大型居住社區地上14棟高層主樓，立面造型基本一致，排列有序，上部均為剪力墻結構，基礎均為樁筏基礎，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結構設計中各自為政的現象，采取全局設計思路能夠更直觀的發現其中存在的問題，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構、設計風格的要求，實現了一體化設計。除此之外，全局設計思路還能夠擴寬設計人員的創新意識，在保證建筑物整體性的同時，帶來不一樣的藝術價值，更加突出土木工程結構設計中的人性化、整體化特點。

2.2科學、合理的設計土木工程的結構

結構設計的不合理是在土木工程結構設計過程中導致建筑物沒有發揮其作用的主要因素。比如設計云翔拓展大居24A-01A地塊共有產權保障住房項目時基礎均采用樁基礎，在土建項目的結構設計過程中首先要分析并考慮施工現場及周邊的地質條件和環境，并進行調研勘測，針對周邊環境可能受到的自然災害，地震發生頻率等，經過進一步的分析后，參照國家相關標準，再結合項目的實際情況對樁基礎進行適當的調整，達到經濟、合理、安全、可靠的最佳結構設計方案；同時還要兼顧施工的可行性。在結構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構設計技術的掌握，以確保建筑物結構的穩定及安全。

2.3完善土木工程結構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，過于前衛的建筑風格也會造成環境的極大破壞，然而隨著我國生態環境的不斷低勢發展，建筑結構的節能環保引起了社會的廣泛關注。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境資源的過度消耗及廢棄，并非由于建筑結構設計的有意而為之，最重要的原因是來自設計者對于相關的環境保護法律條約以及一系列環保節能措施的淺顯認知。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，這就使得這些關于建筑創作的項目在進行時忽略了購材的環保節能性。而鹽城恒大名都、威尼斯渡假區、南翔高層商住樓、嘉定城北大型居住社區和供電局等項目均采用加砌砼砌塊非常嚴格的遵守環境保護條約，嚴格控制節能環保舉措，注重環境保護節能的細節所在，體現了設計項目時對環保的重視態度。

2.4 提高土木工程結構設計人員的專業能力

除了上述的注重建筑結構設計的全面性以及注重后期的維修和養護，還要提升土木工程結構設計人員的專業素養。建筑結構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構的設計水平。比如建筑結構設計領域權威專家的講座、土木工程行業交流會等。要通過多元化的培訓方式來提升土木工程結構設計人員的理論能力，并與實踐充分融合，實現其專業技能的呈現，為我國的土木工程建設提供最強大的技術人員支持。

2.5提高結構設計的安全性

在實際的土木建筑工程施工中，要充分將建筑結構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。我在中成藥研發生產廠房及輔助用房擔任項目經理期間，對于施工的每道工序，隱蔽工程與結構設計施工圖，相關規范和行業標準是否相符進行仔細核查，以及施工現場組織施工技術人員針對施工機械進行詳細檢查，通過發現問題，并與施工人員及時進行溝通解決，有效規避眾多的作業失誤，來保證建筑結構施工的安全和順利進行，完美地完成項目的施工任務，被評為優質工程和安全文明施工工地。

結論：

綜上所述，在土木工程的建設中，不斷優化當前建筑結構設計的水平，有效解決當前土木工程建筑結構中的各種問題，保證整體項目更加安全和穩定地完工。通過與國外先進設計技術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。

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