土木工程結構設計存在的問題及設計措施

摘 要：改革開放以來，我國城市化建設的步伐加速，城市人口不斷增加，對于有限的城市土地資源來說造成了巨大的壓力，這就需要我們在城市建筑結構的設計方面進行研究，進而找出最科學合理的設計方案，保證土地資源得到充分的利用，所以土木工程建筑結構的設計施工日益成為人們關注的焦點。因此，需要我們相關的工作人員切實考察施工地的現實情況，不斷的發展完善設計方案，以此達到我們的預期目標，保證我國土地資源充分利用，促進我國城市化進程平穩發展。

關鍵詞：土木工程；建筑結構設計；問題；解決策略

中圖分類號：TU723 文獻標識碼：A

引言

安全性與耐久性乃當代土木建筑工程需遵循的兩大原則，其與土木工程設計具有十分密切的關聯，當土木工程設計不夠規范嚴謹時，土木建筑工程的安全性與耐久性勢必將受到折損。透過相關現象，我們發現我國土木工程結構設計中仍存在一系列亟待完善的問題。為此，相關部門應細致地剖析現存問題，并透過現象窺見問題本質，從而采取可行有效的解決對策。

1土木工程結構設計存在問題

1.1結構設計牢固性差

土木工程整體的安全性在很大程度上取決于其結構的牢固性，而結構穩定性在工程設計中已逐漸發展為普遍性問題。一般情況下，建筑結構的局部破壞雖然不至于結構物整體崩塌，但在火災、地震以及其他自然災害發生時，便會嚴峻考驗著結構的冗余度設計。例如基礎結構設計時若未對地基承載力和沉降量、沉降差進行充分考慮，那么建筑整體結構勢必會因沉降而出現開裂與失穩現象。

1.2構造柱與承重柱的區分問題

設計合理的構造柱與梁可有效避免墻體發生裂縫，進而確保建筑結構抗震性能表現優越。但在現實應用中，部分設計人員混淆構造柱與承重柱，將二者類似于同一原理進行設計，致使建筑結構因構造柱缺乏基礎而影響其抗震能力，最終反應為結構裂縫、沉降甚至倒塌等病害發生。另外，設計過程中有時為了方便對承重柱的受力情況進行分析，則會縮小其截面面積，如此一來當有外力作用時，柱體與梁極易發生開裂破壞。

1.3忽略環境影響因素

土木工程結構設計除穩定性與耐久性外，同時還需考慮外部環境（如土質結構、空氣溫度與濕度等）對結構的影響，但是基于現實情況的分析，環境因素通常不受重視且忽于考慮，進而對工程結構帶來嚴重的負面影響，致使建筑物因結構失穩而降低其安全性。

2土木工程結構設計優化策略

2.1實現構建選型的優化設計

通常在土木工程建筑結構設計中，要想更好的保證建筑工程的質量，就要深入了解不同建筑構件特征，通過綜合考量建筑工程施工的標準、要求和環境特征等各項因素之后，選擇一個最佳的建筑構件類型。在實際的建筑結構設計過程中，要考慮到建筑工程施工質量要求，不斷優化建筑構件選型，認識到各構件之間的聯系，準確判斷不同構件之間的關系，并以此為依據，建設相應的建筑結構單元。之后，對于各個不同的單元組設計，可以結合建筑工程施工的實際情況和要求，選擇重疊組合或者交叉組合的方式。另外在土木工程建筑布局設計中，要結合整個工程的特性和實際需要，進行科學布局，并考量工程建設的實際情況，對相應的支撐系統、基礎系統等各個方面，進行合理布局設計。同時還要仔細分析建筑結構的穩定性，以此更好的保障土木工程建筑結構設計方案的科學性、合理性。

2.2優化建筑空間結構設計

可以說，在實際的土木工程建筑結構設計過程中，主要就是對建筑空間結構進行設計，因此這就要不斷優化建筑空間結構設計，這樣才能夠更好的保證建筑工程施工的質量。設計人員在建筑結構設計中，要注重明確建筑工程內部不同結構空間的作用，在此基礎上，融合三維立體設計理念，這樣才能夠保障土木工程建筑結構設計的科。另外，在土木工程建筑結構設計過程中，本身對于各個不同的結構，都有不同的剛度要求，那么，這就要結合不同結構的要求，保證不同結構的剛度能夠符合相關要求。同時在土木工程建筑結構設計過程中，還要結合其對于不同區域變形和受力的要求，不僅要從建筑構建的實際受力狀態進行分析，還要堅持從整個建筑工程出發，對建筑結構受力情況進行科學分析，以及時優化、調整設計方案。

2.3將框支梁支合理放在剪力墻上，提高建筑物的穩定性

設計人員為了更好地進行建筑結構的設計，要認真做好工程地基的丈量和測繪工作，聯系實際情況，利用好管理信息系統和計算機輔助施工等兩大新型網絡計算機技術，將建筑施工系統與管理的體制機制進行最佳的完善，這樣才能結合所有的技術支持，把握好剪力墻的承載性質和力量，完美的設計出安全可靠的剪力墻。在土木工程建筑的設計過程中，要把工程建筑中需要的框支梁支的重心放在剪力墻的底部，要了解剪力墻的厚度和支梁的具體情況，才能夠設計出合理的暗柱，在根據具體的鋼筋配置情況，把握剪力墻、框支梁支的承受能力，才能確保建筑的穩定和安全等，有效起到抗震作用。

2.4再設計過程中重視建筑的維修和養護

在進行土木工程結構設計時，要將維修和養護考慮到其中，方便今后的建筑物保養，一旦部分墻體或者局部結構出現問題，維護團隊能夠方便操作，土木工程建筑在使用之前是很難發現問題的，因此在設計的過程中要加大對圖紙的審查，確保建筑的耐久性。其次要對施工構件截面進行嚴格的要求，嚴格控制柱、梁、板的尺寸，可以對施工情況進行預估，計算出主梁的承受能力，并選取適當的梁板作為標桿，從而規范施工結構，使其嚴格按結構設計的意圖來進行，這樣能夠從根本上提升建筑物的穩定性。

2.5從設計觀念入手，時刻保證結構設計的整體性

土木結構設計中安全性的片面管理、可靠度的偏重管理、耐久性的部分管理都反映出了土木結構設計過程中整體觀念的缺失，由于這一疏忽而加劇的安全隱患較為突出。為此，在土木結構設計過程中，設計人員應時刻將整體性置于首要位置，力求細致分析所有的工程細節，從而避免“蝴蝶效應”的出現。此外，在土木工程當中，施工人員的綜合素質仍相對有限，過于復雜的結構設計圖紙并不利于這類人群理解參照，由于讀圖出入而導致的施工問題時有發生?？紤]到這一因素，在工程設計過程當中，設計人員應參照施工方的執行力進行設計。簡言之，設計人員應保證施工方案高度可行。為此，設計方應盡量將設計圖紙簡化，從而有效避免因讀圖錯誤而引發的施工問題。在結構設計完結后，設計人員應再三嚴加審核，力求在在圖紙未出臺階段就確保圖紙的精確性。

2.6框架梁的內力組合

一般情況下，多采用梁端和跨中的方式來控制梁體承載力的設計截面。當考慮地震作用組合時，截面控制除需利用梁端負彎矩與剪力進行設計外，同時還需對梁端的正彎矩進行組合。例如對于正在使用的工程結構，其極有可能遭受不同可變荷載的同時作用，此時為了減少結構的不利效應，對可變荷載效應組合可取值1.2，永久荷載效應組合可取值1.35；而當作用效應對結構設計有利時，效應取值則可為1.0，滑移、漂移、與傾覆等取值為0.9。

結束語

總之，土木工程結構設計為一項系統而復雜的任務，其過程只有依據規范實施標準化設計，方能實現結構使用性能與使用壽命的多元化發展方向。

參考文獻：

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作者簡介：

劉朋，男，漢族，出生于1984年2月28日，河北省定州人，專科學歷，從事土木工程方面的工作。