土建結構設計存在的問題及針對性措施研究

【摘要】從土建結構使用反饋的情況分析，設計環節的材料選擇不合理、結構設計不科學等，均會留下隱患和問題，影響土建結構的使用效果。現根據土建結構設計實踐，總結設計常見問題，提出相應的改進措施，共享給相關人員參考。

【關鍵詞】土建結構;設計問題;針對性優化

現階段，土建工程建設規模不斷擴大，同時對結構的性能要求較高，如何優化設計提高工程的質量水平，成為研究的重點課題。通過設計環節的嚴格把控，提出高質量的設計方案，為結構施工作業質量把關，減少結構性能問題的發生，確保工程的質量。

1、土建結構設計常見問題

設計環節常見的問題如下：1）材料選擇不合理。結構的形成質量，同材料直接相關。結構設計標準不同，選擇的材料也差異。若材料質量不達標，則會影響結構性能。影響材料質量與性能的因素較多，比如溫度等，設計人員未綜合分析把握，很容易引發建筑質量問題，例如裂縫。2）結構設計不合理。土建結構設計實踐，不僅要考慮結構的性能，還要結合經濟性分析。過于追求經濟性，未考慮使用需求，選擇不適宜的結構，極易造成結構不科學或者設計不達標，威脅結構使用安全性。3）參數計算不準確。合理的偏差不會給結構造成重大影響，若數值偏差過大，則會影響整個結構數據的科學性，進而影響工程建設的效果，要加以把控。

2、土建結構設計實例分析

2.1 案例概述

以某建筑工程為例，為6層住宅建筑項目。經過現場勘查得知，建設現場的地質條件良好，未發現不均勻沉降問題。項目的基本情況整理如表1所示。現結合其結構設計，分析方案選擇的原因。

2.2 基礎結構設計方案

設計環節提出兩種方案，具體如表2所示。通過方案的對比分析得知，地基加固效果和保護程度沒有很大差別，均可實現對地基沉降變形的有效控制，但A方案的實施難度較大且成本略高，綜合分析選擇B方案。

2.3 設計的總結

此項目土木結構的設計，考慮到保障結構安全性以及質量的要求，采取了以下措施：1）做好前期資料的搜集。結合地質勘察和調查，掌握地形地貌資料以及水文氣象信息等，按照土木結構設計規范和標準，對結構設計方案的質量把關，保障方案的設計可以到達要求，符合項目的情況，達到安全性以及合理性要求。結構設計中，運用人工算法和電子計算機技術等，發揮BIM技術以及CAD軟件的優勢，輔助設計工作的開展，動態分析與調整，實現對結構設計方案質量的把控。2）做好力學分析。開展土木結構設計，要對結構力學有著相應的了解，進行力學分析，比如承重柱截面高度等。設計大樓板，設計前要開展荷載換算，后進行配筋計算。若為開間相對比較小的建筑，設計時優選剪力墻結構;對于高層建筑，優選筒體結構，強化結構抗水平荷載的性能。圖1為設計技術。

3、土建結構設計的優化策略

3.1 把關材料的選擇

優化設計質量，保障土建結構的性能達標，要把關材料的選擇環節。作業中根據結構特點和要求，結合材料的特點，做好全面分析，切實發揮材料的價值與作用，選擇匹配度較高的材料，把關土建結構性能。例如，選擇混凝土材料，圍繞強度性能開展分析，模擬其后期使用的效果，通過對比分析，優選高質量水平的材料，減少材料因素給結構性能的影響[1]。

3.2 采用先進的設計工具

著眼于土建結構設計前沿，很多工程積極推廣利用BIM技術輔助結構設計，聯合各類模擬分析軟件，通過模擬結構使用的風環境、荷載條件等，對結構設計方案開展分析，不斷優化結構設計，把握建筑結構的性能，為工程運行提供支持。BIM技術的應用，根據同類型土建結構設計資料，結合本工程的數據信息，進行結構優化設計，經過軟件模擬分析和計算，提出質量水平相對較高的方案。最為重要的是，利用BIM軟件，能夠直接轉換CAD的設計數據，通過協同設計，做好整體結構的優化，把關工程的質量。以荷載計算為例，土建結構設計中此部分為關鍵，如何提高荷載計算結果精準性是研究的重點，實踐中設計人員積極探索有效的設計手段，來規避荷載計算對設計方案質量的影響。隨著BIM技術的引入和應用，形成了三維立體設計模式，發揮軟件的計算功能，輔助荷載計算，促使計算結果的準確性以及全面性得到提高，被積極推廣應用。

3.3 合理設計伸縮縫

土建結構設計中，常涉及到伸縮縫的布置。為切實發揮伸縮縫的價值與作用，要結合土建結構的特點，開展全面分析與討論，明確結構的施工要求和整體結構布置設計，布置適宜的伸縮縫。布置的位置是設計關鍵，既需要保障伸縮縫的質量，還要協同整個結構，為后續作業的質量奠定基礎，比如澆筑作業[2]。除此之外，對設置的間距大小，通過精準計算與分析，提出設計方案，綜合混凝土結構膨脹特點和收縮性能分析，提出適應性較好的布置方案。

3.4 做好保護層設計

土建結構設計中，關于保護層的設計，要高度重視厚度參數的確定和控制。設計人員要將其與混凝土結構的使用性能聯系，保證結構的耐久性，選擇適宜的厚度大小。從后期使用角度出發，分析影響耐久性的因素，比如腐蝕等，通過前期全面細致勘察與測量，掌握結構使用環境的特點，根據水侵蝕程度，進行保護層的設計，把關厚度大小，確保防護性能達標，以免結構長期處于浸泡環境下，性能逐漸弱化，引發結構安全問題[3]。通過協同設計，綜合分析各類因素，實現對工程質量的嚴格把控。

3.5 提高設計人員的素質水平

隨著土建結構設計要求不斷提高，以及設計技術優化，對設計人員的業務能力，有著更高的要求。對土建結構設計人員，要加大業務能力的培養和培訓，使其能夠掌握現代化設計技術和軟件等的運用，掌握更多的土建結構設計技術，提升專業度，把關土建結構設計方案的質量。對設計的方案，做好對比分析和優化，以免留下隱患和問題，影響土建結構的施工質量。需要注意的是，優化土建結構設計質量，要注重前期勘察與協同設計，發揮不同專業人員力量，實現對土建結構多方面的把控，確保結構設計方案的可行性[4]。

結語：

綜上所述，土建結構設計的質量把控，關系著工程建設的質量與效益，為控制重點。文中結合實踐，總結土建結構設計的措施，具體如下：把關材料的選擇;采用先進的設計工具;合理設計伸縮縫;做好保護層設計等，為相關人員提供借鑒。

參考文獻：

[1]韓旭.淺析高層建筑鋼結構在土建工程中的應用[J].居業，2019（12）：100+107.

[2]潘雪松.優化技術在土建結構工程設計中的應用分析[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2019（11）：189+191.

[3]鄭琛，鄭健睿，強京.變電站土建設計中的結構安全性與耐久性[J].建材與裝飾，2019（33）：237-238.

[4]潘德濤.淺析油田土建建筑結構設計中的幾個常見問題[J].化工管理，2019（33）：207-208.

作者簡介：

周勝武（1966-），男，漢，湖南湘潭，本科，一級注冊結構工程師，主要從事土建結構設計工作。