土木工程建筑結構設計中的問題分析

趙寧

摘要：結構設計是土木工程建筑設計的關鍵技術環節，隨著建筑高度的增加、建筑結構體系的復雜性的增加和功能的多樣化，結構設計在實施過程中對建筑結構設計提出了越來越高的要求。在土木工程建筑的結構設計，它包括很多內容，一旦有問題在某一環節的結構設計，對建筑的影響是全方位的，加強研究土木工程建筑的結構設計中存在的問題，以便持續改進和發展是非常重要的。本文對建筑結構設計中常見的問題及解決方法進行了分析和探討，以期對建筑師進行建筑結構設計有所幫助。

關鍵詞：土木工程;結構設計;問題

1 引言

在實際的建筑結構設計中，結構師在進行結構設計時通常更加注重控制側向位移。對造成側移因素進行分析發現，其影響因素不僅有房屋高度、水平荷載大小、結構抗側剛度，且豎向構件不均勻沉降也是不容小覷的因素，而這一分析則要求設計師在進行建筑基礎選型時根據結構形式、荷載情況及地質條件做出全面的考慮。

2 結構設計的基本方法

2.1 結構平面圖

建筑結構圖主要表示組成建筑的各個構件的結構、尺寸、配件情況、連接方式主要用于施工中。結構平面圖是假想的，設計人員用專業知識，通過現場考察調研，沿著樓板面將房屋水平剖開后，所作的樓層的水平投影，表示建筑物各構件的平面布置的圖樣，結構平面圖是表示房屋各層構件布置的設置情況及相互關系的圖樣，是施工時布置和放隔層，承重構件，制作圈梁和澆筑，現澆板的依據，原則上每層建筑都需要畫出它的結構平面圖，但一般應以第一層地面直接做地基，做法、材料等也已經在建筑詳圖中表明，無需再畫地層結構布置圖，因此一般民用建筑主要有樓層結構平面圖和屋面結構平面圖就可以。

2.2 屋頂（面）結構圖

建筑結構平面圖在繪制的過程中，總要存在一些問題，特別是在繪制布置圖件時，需要說明一個問題，就是要不要輸入結構軟件進行建模的問題，當建筑是坡屋面時，要以建筑詳圖為基礎，并在這個基礎上可以直接繪制，同時，要做到不出現任何問題和差錯，也可以在以前做的詳圖的基礎上來局部改進繪制，建筑結構設計是系統的工作，需要繪制人員有扎實的基本功、嚴肅認真的工作態度、嚴謹負責的責任心，做好每一個環節的設計工作，各個環節的設計環環相扣，對下一步具體施工打下堅實的基礎。

2.3 大樣詳圖

針對某個節點或部位進行詳細說明，即放大圖，建筑結構樓梯等均有大樣詳圖，做到建筑的外觀和內部結構保持一致并達到最佳比例，做到最標準化，以達到施工方便、快捷，并且保持簡單易操作的原則。在尺寸和標高的問題上，一定要嚴格遵守規則，不可隨意變更，并應當保證兩個圖都有實際依據。也可以稍作修改完成設計。使建筑的外觀以及內部的結構強度達到最優配比，并且保持方便施工的原則，在尺寸和標高的問題上一定要嚴格遵守規則，不可隨意變更，但是，要注意結構標高與建筑標高之間的差別，他們是不同的。

2.4 樓梯

樓梯板的設計要根據人流密謀、承載重力的不同進行設計，不能千篇一律的都是一種規格，特別是樓梯梯度要根據實際需要做好控制，梯梁的位置要根據需要安排好，做到樓層上下位置統一，這樣做的目的兼顧了使用功能，又美觀大方，對以后進行裝飾做好鋪墊。一些檢測達不到標準和不合格的地方可以利用折板型樓梯解決問題。注意梁的高度以及凈空之間的配合程度，并且要使用恰當的溫度進行操作，長度和寬度也都要配比，沉降要保持均勻，不可偏移或者局部下沉，產生結構被破壞。

3 建筑結構設計中問題分析

3.1 結構設計圖太簡單

實踐證實，合理而完善的建筑結構設計圖必須將建筑結構設計過程中涉及的每一個問題進行充分的展現，并且給予盡可能詳盡的說明。建筑結構設計圖中主要涵蓋的設計指標有：建筑結構選用材料及裂縫控制等級;建筑結構抗震等級及活荷載限值;建筑結構體系及基礎類型等。當前建筑結構設計中存在諸多設計環節不規范的地方，例如采取的圖集沒有更新，為作廢圖集;設計圖中地下和地上結構層高、標高、梁柱編號等重要信息沒有做出明確標識，結構圖與建筑圖相互矛盾，造成建筑施工現場作業活動不規范，出現施工隨意，甚至混亂的局面，嚴重損害建筑項目的整體質量。

3.2 不合理的基礎選型

建筑基礎選型的選取對建筑結構設計的實用性、安全性、合理性、科學性有著至關重要性的影響。當前部分建筑工程在基礎選型方面不夠合理，其中表現最為突出的則是高層建筑，部分高層建筑中基礎選型存在地基承載力不足，地基承載力和建筑變形要求的地基承載力存在差距問題。不合理建筑基礎選型會引起建筑工程選用地基地質無法正常調節不均勻沉降，該問題嚴重時將導致建筑工程整體安全系數下降，并可能面臨安全風險。

3.3 盲目追求低含鋼率

隨著社會經濟的不斷發展，建筑工程的相關利益方越來越重視建筑工程的“可持續” 性，而部分建筑商為樹立自己口碑或追求更大經濟效益，盲目追求建筑工程的低含鋼率，而這一做法具體則表現為在建筑結構設計中盲目降低鋼材的使用，這一做法將導致建筑工程面臨安全隱患，從而最終影響到建筑工程相關利益方的最終利益。

4 優化土木建筑結構設計的措施

4.1 要求設計人員要重視細部的優化

設計人員在注重整體結構協調的同時，也經過將細部結構設計重視起來。如在現澆板設計工作中，我們可以將異形板劃分為方形板，這樣就可以使得建筑物受力均勻，避免日后出現斷裂現象。如在建筑基礎設計中我們應該選取冷軋鋼筋作為材料，這樣既可以提高建筑的抗震性能，又可以有效的減少鋼筋使用數量，降低成本投入。

4.2 注重利用計算機技術

隨著計算機技術的成熟發展，計算機技術已經廣泛的應用到了建筑的結構設計中。通過建筑結構優化設計和計算機技術的結合，設計師利用計算機仿真的設計優化方法對建筑結構優化設計帶來了很多新的思路。建筑設計師能夠利用計算機軟件建立各種便于分析的模型，并通過計算機的優化計算，為設計師提供精確的數據，最后達到建筑設計的優化。計算機技術的運用可以說把建筑結構優化設計這樣一個工程的問題轉變成一個數學的問題。特別對于大型的復雜的建筑結構設計中，計算機技術擁有人腦不可替代的優勢。對于一些超高建筑的抗震、抗風等等設計問題，計算機技術的合理運用能夠分析得到很多精確的數據，為建筑設計師在具體的設計中提供可靠的參考數據，可以大大提高建筑設計師的工作效率。

4.3 調整或進一步完善建筑設計圖

建筑設計圖對建筑結構而言起到表現載體的重要作用，也是建筑工程的施工基礎和前提所在。簡言之，建筑設計圖中出現的問題，將會在建筑工程施工中清晰的反應出來，甚至在某種或多種因素的共同作用下產生幾何效應，將看似細小的問題放大數倍。因此建筑設計圖存在問題將會給建筑工程施工造成嚴重的不良后果，并且這種后果影響深遠，往往具有不可逆性。故而在建筑工程施工前期，反復調研核對建筑工程的相關信息，不斷調整和優化建筑結構設計圖，是建筑工程施工安全和經濟價值實現的必然要求。進行建筑結構設計中，設計師必須嚴格依循設計規范進行設計工作，以嚴謹的態度、科學的方法和務實的作風對建筑工程的相關信息進行核實歸納，并在此基礎之上進行建筑結構設計，同時對相關細節和關鍵步驟在建筑設計圖上做出明確的標注，切忌不可缺漏標注信息。建筑結構設計圖出來之后，除了邀請資深專家進行技術論證之外，還需要征求建筑、水電設計人員和相關施工人員的意見，從而確保建筑結構設計本身具有合理性、科學性和實踐性，在進行系統而精確的設計圖調整和優化后方可對建筑結構設計圖送審交付使用，而相關設計人員還需要隨時接受施工人員的信息反饋，做好隨時微調建筑結構設計圖的準備，從而避免圖紙設計和施工實踐出現較大偏差。

4.4 確保建筑基礎選型的科學性和合理性

建筑基礎結構選型中要特別重視的指標主要是建筑項目所處區域地質相關情況和建筑外形設計情況。相關工作人員拿到設計圖后，要先進行合理的建模計算，對設計圖中涉及到的建筑外形設計特征、建筑工程所在地理位置的地質狀況等做出全面分析。選擇建筑基礎選型時，設計師要和相關技術人員與有關專家做深入溝通，充分論證和協調好各方面意見，從而確保建筑基礎選型不僅在理論上具有科學性及經濟性，同時在施工實踐中具有合理性和可操作性。

5結語

建筑結構設計是建筑工程的開端，其需要設計師具有扎實理論功底和創新思維，以及嚴謹的設計工作態度。設計人員在進行土木工程建筑結構設計時，應全面考慮到各種因素，結合建筑項目的實際情況和所在地地質條件、環境特點，采用科學的設計方法，合理設計建筑結構而理性，不斷提高土木工程建筑結構設計質量，確保土木工程建筑結構的安全性和穩定性。

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（作者單位：中聯西北工程設計研究院有限公司）