淺談土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題及對(duì)策

侯若峰

（山西路晟交通建筑設(shè)計(jì)有限公司，山西太原 030001）

社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，土木工程行業(yè)取得前所未有的進(jìn)步，其中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在土木工程中占據(jù)著重要位置。同時(shí)，也發(fā)揮著十分重要的作用，可完善土木工程設(shè)計(jì)工作，一方面有利于提高土木工程建設(shè)水平，另一方面也可為我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)前，我國(guó)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依然不完善，因此，設(shè)計(jì)人員務(wù)必高度重視土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題。

1 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義

圖1 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

首先，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接關(guān)系整體工程的質(zhì)量和安全，設(shè)計(jì)人員要將工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全擺在設(shè)計(jì)的首要位置。現(xiàn)階段，我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展迅速，人們也對(duì)建筑工程的各項(xiàng)性能提出更為嚴(yán)格的要求。所以，為保障工程建設(shè)的質(zhì)量和安全，工程人員應(yīng)將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為重要內(nèi)容。

其次，土木工程項(xiàng)目施工的整體水平與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也有著十分緊密的聯(lián)系。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是工程前期準(zhǔn)備中尤為重要的內(nèi)容，如無(wú)法保證前期設(shè)計(jì)水平，則會(huì)對(duì)后期施工的有序開展產(chǎn)生極大程度的阻礙。如情況較為嚴(yán)重，還會(huì)引發(fā)安全隱患和事故，威脅工程人員的人身和財(cái)產(chǎn)安全，增加工程建設(shè)的成本。

最后，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及群眾的切身利益產(chǎn)生十分顯著的影響。所以，設(shè)計(jì)人員需不斷改善土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，為現(xiàn)代城市的穩(wěn)定發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的影響因素較多，因此，在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也出現(xiàn)多種問(wèn)題，并主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 缺乏整體性

土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)方案缺乏整體性是較為常見的問(wèn)題，無(wú)法對(duì)土木工程實(shí)行科學(xué)全面的分析，最終在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中也出現(xiàn)諸多的問(wèn)題。部分地區(qū)出現(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)劃無(wú)法協(xié)調(diào)統(tǒng)一的現(xiàn)象，降低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體性。因此，在應(yīng)用設(shè)計(jì)方案的過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)諸多的不足，這些問(wèn)題一方面展現(xiàn)在土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建設(shè)中的多個(gè)組成部分中，另一方面也展現(xiàn)在土木工程與周圍的環(huán)境無(wú)法協(xié)調(diào)統(tǒng)一方面，這使得工程設(shè)計(jì)和建設(shè)中出現(xiàn)諸多的矛盾，人員無(wú)法合理利用自然資源及可再生資源，引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞問(wèn)題，破壞土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體效果。

2.2 細(xì)節(jié)處理有待加強(qiáng)

土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求尤為細(xì)致、嚴(yán)格，重要的細(xì)節(jié)尤其如此，設(shè)計(jì)人員務(wù)必高度重視重要節(jié)點(diǎn)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。當(dāng)前，部分土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，細(xì)節(jié)把控不力是較為常見的問(wèn)題，而這極大降低工程結(jié)構(gòu)的合理性和科學(xué)性。該問(wèn)題的表現(xiàn)也具有多樣性，如土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中使用的預(yù)埋件無(wú)法滿足工程建設(shè)的要求，進(jìn)而降低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，阻礙后續(xù)工程建設(shè)和施工的順利開展。再者，工程設(shè)計(jì)和建設(shè)中也會(huì)與其他專業(yè)產(chǎn)生矛盾沖突，在一定程度上影響土木工程施工的效率。

2.3 數(shù)據(jù)計(jì)算準(zhǔn)確性較差

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，計(jì)算的準(zhǔn)確性較差也是較為普遍的問(wèn)題，其中，力學(xué)荷載計(jì)算精度較差是最為明顯的問(wèn)題。計(jì)算準(zhǔn)確性較差會(huì)直接降低土木工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員的專業(yè)能力不足，在設(shè)計(jì)中并未充分考慮土木工程結(jié)構(gòu)各節(jié)點(diǎn)的受力情況，且無(wú)法準(zhǔn)確掌握各方向的作用力，進(jìn)而降低計(jì)算的準(zhǔn)確性，無(wú)法維持該區(qū)域力學(xué)平衡，最終威脅結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。同時(shí)，工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中并未使用先進(jìn)的技術(shù)形式，這也是影響計(jì)算準(zhǔn)確性的關(guān)鍵要素。因此，在日后的設(shè)計(jì)中，務(wù)必采取有效的改進(jìn)和創(chuàng)新措施。

2.4 設(shè)計(jì)方案不合理

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員要將設(shè)計(jì)方案應(yīng)用在工程建設(shè)和施工中，為加強(qiáng)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與合理性，可用設(shè)計(jì)方案指導(dǎo)施工，結(jié)合工程設(shè)計(jì)和建設(shè)的要求調(diào)整和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，改善工程設(shè)計(jì)水平。但是實(shí)際情況是，在設(shè)計(jì)方案編制和調(diào)整的過(guò)程中，存在諸多不足，且表現(xiàn)形式也具有多樣性。如部分標(biāo)識(shí)缺乏規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)性，使得工程建設(shè)期間，技術(shù)人員無(wú)法理解標(biāo)識(shí)的主要內(nèi)容和核心要點(diǎn)，進(jìn)而削弱設(shè)計(jì)方案的應(yīng)用效果，無(wú)法充分展現(xiàn)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義和價(jià)值。上述問(wèn)題也是后續(xù)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)高度關(guān)注的問(wèn)題。

3 解決土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效對(duì)策（見圖2）

圖2 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)立面

3.1 提高結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要注重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體性和協(xié)調(diào)性，加強(qiáng)工程結(jié)構(gòu)的適用性，防止工程結(jié)構(gòu)存在明顯的缺陷和沖突。工程后期建設(shè)的過(guò)程中，需要設(shè)置暖通系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)和采光系統(tǒng)，采取有效措施協(xié)調(diào)各系統(tǒng)的關(guān)系，增強(qiáng)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效果。為此，設(shè)計(jì)人員可在工程設(shè)計(jì)階段深度了解和掌握工程的主要影響因素和現(xiàn)有的條件，使其能夠更好地在后續(xù)的設(shè)計(jì)和建設(shè)中發(fā)揮其作用和價(jià)值，達(dá)到較為理想的設(shè)計(jì)效果，增強(qiáng)設(shè)計(jì)方案的預(yù)見性，推動(dòng)其他系統(tǒng)設(shè)計(jì)和施工建設(shè)的順利進(jìn)行，且科學(xué)處理和調(diào)整工程結(jié)構(gòu)，以加強(qiáng)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)性及完整性。

3.2 關(guān)注細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，為改善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體水平，務(wù)必高度關(guān)注多個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，提高細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，防止結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)無(wú)法調(diào)和的問(wèn)題。在細(xì)節(jié)控制和優(yōu)化處理中，設(shè)計(jì)人員必須嚴(yán)格把控關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的細(xì)節(jié)處理，一方面要充分展現(xiàn)細(xì)節(jié)處理的協(xié)調(diào)性和預(yù)見性，確保多個(gè)系統(tǒng)安裝施工的順利進(jìn)行，另一方面也需注重細(xì)節(jié)處理的可靠性，深入了解我國(guó)出臺(tái)的制度和規(guī)范，依據(jù)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體要求，采取針對(duì)性處理措施，從而有效規(guī)避細(xì)節(jié)處理過(guò)程中所產(chǎn)生的矛盾和沖突，加強(qiáng)方案的實(shí)用性。

再者，細(xì)節(jié)處理對(duì)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)能力和綜合素質(zhì)提出較高的要求，且細(xì)節(jié)處理難度較大。因此，設(shè)計(jì)人員在日常工作中，要積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的知識(shí)和技能，不斷提高自身專業(yè)素養(yǎng)，發(fā)揮工程設(shè)計(jì)的作用。

3.3 創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，土木工程結(jié)構(gòu)體量和規(guī)模較大，結(jié)構(gòu)也更為復(fù)雜，在工程技術(shù)發(fā)展中也出現(xiàn)多種不規(guī)則結(jié)構(gòu)形式，這也對(duì)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)能力提出更為嚴(yán)格的要求。采取傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式無(wú)法保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，容易在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)計(jì)算失誤和無(wú)法全面考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響因素等多種問(wèn)題。

對(duì)此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中積極創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的形式和方法。設(shè)計(jì)行業(yè)建設(shè)和發(fā)展中，BIM 技術(shù)廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，該技術(shù)可有效改善土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量，而且也可彌補(bǔ)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)不足，利用三維建模改善建筑結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和實(shí)用性。

具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)用BIM 技術(shù)一方面能夠保障力學(xué)荷載計(jì)算的準(zhǔn)確性，減少計(jì)算中的誤差，減輕設(shè)計(jì)人員的工作壓力，另一方面還可增強(qiáng)設(shè)計(jì)圖紙的最終效果。設(shè)計(jì)人員能夠更加全面和生動(dòng)地向施工單位闡述設(shè)計(jì)意圖，以免施工方誤解設(shè)計(jì)意圖。利用BIM 技術(shù)展現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙還可規(guī)避二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中的人為誤差，更加全面地展現(xiàn)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的作用與價(jià)值。

4 結(jié)束語(yǔ)

時(shí)代發(fā)展中，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中的影響因素明顯增多，這使得土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度也有所加大。在設(shè)計(jì)和處理的過(guò)程中也出現(xiàn)諸多的問(wèn)題。為改變這一現(xiàn)狀，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，建筑單位需在后續(xù)的設(shè)計(jì)和執(zhí)行過(guò)程中做出適當(dāng)調(diào)整和優(yōu)化，及時(shí)解決工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的不足，創(chuàng)新傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式，且提高設(shè)計(jì)人員的業(yè)務(wù)能力和綜合素質(zhì)，進(jìn)而最終達(dá)到較為理想的設(shè)計(jì)效果。