土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題及設(shè)計措施

王星

摘要：改革開放以來，我國城市化建設(shè)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(jié)構(gòu)的設(shè)計方面進行研究，進而找出最科學合理的設(shè)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(jié)構(gòu)的設(shè)計施工日益成為人們關(guān)注的焦點。因此，需要我們相關(guān)的工作人員切實考察施工地的現(xiàn)實情況，不斷的發(fā)展完善設(shè)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(wěn)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：土木工程;建筑結(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)計具有十分密切的關(guān)聯(lián)，當土木工程設(shè)計不夠規(guī)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(guān)現(xiàn)象，我們發(fā)現(xiàn)我國土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中仍存在一系列亟待完善的問題。為此，相關(guān)部門應細致地剖析現(xiàn)存問題，并透過現(xiàn)象窺見問題本質(zhì)，從而采取可行有效的解決對策。

1土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計存在問題

1.1結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)的牢固性，而結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性在工程設(shè)計中已逐漸發(fā)展為普遍性問題。一般情況下，建筑結(jié)構(gòu)的局部破壞雖然不至于結(jié)構(gòu)物整體崩塌，但在火災、地震以及其他自然災害發(fā)生時，便會嚴峻考驗著結(jié)構(gòu)的冗余度設(shè)計。例如基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)勢必會因沉降而出現(xiàn)開裂與失穩(wěn)現(xiàn)象。

1.2構(gòu)造柱與承重柱的區(qū)分問題

設(shè)計合理的構(gòu)造柱與梁可有效避免墻體發(fā)生裂縫，進而確保建筑結(jié)構(gòu)抗震性能表現(xiàn)優(yōu)越。但在現(xiàn)實應用中，部分設(shè)計人員混淆構(gòu)造柱與承重柱，將二者類似于同一原理進行設(shè)計，致使建筑結(jié)構(gòu)因構(gòu)造柱缺乏基礎(chǔ)而影響其抗震能力，最終反應為結(jié)構(gòu)裂縫、沉降甚至倒塌等病害發(fā)生。另外，設(shè)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(fā)生開裂破壞。

1.3忽略環(huán)境影響因素

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計除穩(wěn)定性與耐久性外，同時還需考慮外部環(huán)境（如土質(zhì)結(jié)構(gòu)、空氣溫度與濕度等）對結(jié)構(gòu)的影響，但是基于現(xiàn)實情況的分析，環(huán)境因素通常不受重視且忽于考慮，進而對工程結(jié)構(gòu)帶來嚴重的負面影響，致使建筑物因結(jié)構(gòu)失穩(wěn)而降低其安全性。

2土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化策略

2.1實現(xiàn)構(gòu)建選型的優(yōu)化設(shè)計

通常在土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要想更好的保證建筑工程的質(zhì)量，就要深入了解不同建筑構(gòu)件特征，通過綜合考量建筑工程施工的標準、要求和環(huán)境特征等各項因素之后，選擇一個最佳的建筑構(gòu)件類型。在實際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，要考慮到建筑工程施工質(zhì)量要求，不斷優(yōu)化建筑構(gòu)件選型，認識到各構(gòu)件之間的聯(lián)系，準確判斷不同構(gòu)件之間的關(guān)系，并以此為依據(jù)，建設(shè)相應的建筑結(jié)構(gòu)單元。之后，對于各個不同的單元組設(shè)計，可以結(jié)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(shè)計中，要結(jié)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(shè)的實際情況，對相應的支撐系統(tǒng)、基礎(chǔ)系統(tǒng)等各個方面，進行合理布局設(shè)計。同時還要仔細分析建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以此更好的保障土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的科學性、合理性。

2.2優(yōu)化建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計

可以說，在實際的土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，主要就是對建筑空間結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，因此這就要不斷優(yōu)化建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計，這樣才能夠更好的保證建筑工程施工的質(zhì)量。設(shè)計人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要注重明確建筑工程內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)空間的作用，在此基礎(chǔ)上，融合三維立體設(shè)計理念，這樣才能夠保障土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科。另外，在土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，本身對于各個不同的結(jié)構(gòu)，都有不同的剛度要求，那么，這就要結(jié)合不同結(jié)構(gòu)的要求，保證不同結(jié)構(gòu)的剛度能夠符合相關(guān)要求。同時在土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，還要結(jié)合其對于不同區(qū)域變形和受力的要求，不僅要從建筑構(gòu)建的實際受力狀態(tài)進行分析，還要堅持從整個建筑工程出發(fā)，對建筑結(jié)構(gòu)受力情況進行科學分析，以及時優(yōu)化、調(diào)整設(shè)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(wěn)定性

設(shè)計人員為了更好地進行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計，要認真做好工程地基的丈量和測繪工作，聯(lián)系實際情況，利用好管理信息系統(tǒng)和計算機輔助施工等兩大新型網(wǎng)絡計算機技術(shù)，將建筑施工系統(tǒng)與管理的體制機制進行最佳的完善，這樣才能結(jié)合所有的技術(shù)支持，把握好剪力墻的承載性質(zhì)和力量，完美的設(shè)計出安全可靠的剪力墻。在土木工程建筑的設(shè)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(shè)計出合理的暗柱，在根據(jù)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(wěn)定和安全等，有效起到抗震作用。

2.4再設(shè)計過程中重視建筑的維修和養(yǎng)護

在進行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要將維修和養(yǎng)護考慮到其中，方便今后的建筑物保養(yǎng)，一旦部分墻體或者局部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)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(fā)現(xiàn)問題的，因此在設(shè)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(gòu)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?shù)牧喊遄鳛闃藯U，從而規(guī)范施工結(jié)構(gòu)，使其嚴格按結(jié)構(gòu)設(shè)計的意圖來進行，這樣能夠從根本上提升建筑物的穩(wěn)定性。

2.5從設(shè)計觀念入手，時刻保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體性

土木結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)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(jié)，從而避免“蝴蝶效應”的出現(xiàn)。此外，在土木工程當中，施工人員的綜合素質(zhì)仍相對有限，過于復雜的結(jié)構(gòu)設(shè)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(fā)生。考慮到這一因素，在工程設(shè)計過程當中，設(shè)計人員應參照施工方的執(zhí)行力進行設(shè)計。簡言之，設(shè)計人員應保證施工方案高度可行。為此，設(shè)計方應盡量將設(shè)計圖紙簡化，從而有效避免因讀圖錯誤而引發(fā)的施工問題。在結(jié)構(gòu)設(shè)計完結(jié)后，設(shè)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(nèi)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(shè)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(shè)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)束語

總之，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計為一項系統(tǒng)而復雜的任務，其過程只有依據(jù)規(guī)范實施標準化設(shè)計，方能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)使用性能與使用壽命的多元化發(fā)展方向。

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（作者身份證號：130421199011080629）