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

胡玉強 權(quán)琛峰

【摘要】對于土木工程來說，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計是確保工程質(zhì)量安全的基礎(chǔ)所在，因而必須要對結(jié)構(gòu)設(shè)計予以切實關(guān)注。本文主要探析的是結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中存在的問題以及設(shè)計中所采用的具體方法，希望對完善土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計有所幫助。

【關(guān)鍵詞】土木工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計；問題

在當(dāng)前時期，人民群眾的生活有了本質(zhì)的變化，大家對居住條件的關(guān)注度也提高了很多。而在城市發(fā)展的進(jìn)程中，建筑的高度也是持續(xù)增加。盡管建筑行業(yè)的發(fā)展蓬勃迅速，但是在發(fā)展中暴露出的與土木工程設(shè)計相關(guān)的問題也越來越多，給許多的建筑物留下了不少安全隱患，隨時威脅著人們的人身安全。

一、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題

（一）土木工程結(jié)構(gòu)牢固性差

對于土木工程來說，土木工程結(jié)構(gòu)對其牢固性有著很大的影響，結(jié)構(gòu)設(shè)計對施工安全也會產(chǎn)生一定程度的影響。可是，目前施工單位忽略工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性，使其逐漸成為質(zhì)量安全隱患，特別是局部的結(jié)構(gòu)牢固性設(shè)計。假設(shè)一旦發(fā)生強烈的爆炸、地震等重大事故，局部結(jié)構(gòu)的牢固性差直接牽連整個土木工程的結(jié)構(gòu)，牽一發(fā)而動全身。這是對社會大眾人身安全的威脅，是對檢驗工程結(jié)構(gòu)牢固性的關(guān)鍵時刻。在地基結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中未能關(guān)注地基的承載能力，結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，很容易致使土木工程在外力的沖擊下崩塌，如汶川大地震。在大地震面前，大片的建筑倒塌意味著工程結(jié)構(gòu)的差強人意，說明提高土木工程結(jié)構(gòu)牢固性迫在眉睫。

（二）設(shè)計方案缺乏優(yōu)化

結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的優(yōu)化是十分重要的，也就是要對各種因素予以整體考慮，進(jìn)而對方案展開深入的分析，這樣可將出現(xiàn)的問題予以化解，現(xiàn)代設(shè)計理念能夠得到有效落實。在對土木結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計之時，對其產(chǎn)生影響的因素有很多，對方案進(jìn)行優(yōu)化之時，問題也是客觀存在的。比方說，出于降低成本的目的，結(jié)構(gòu)設(shè)計和建筑要求之間存在著一定的距離。另外來說，在對方案進(jìn)行優(yōu)化之時，設(shè)計整體性不足的問題也是經(jīng)常出現(xiàn)的。結(jié)構(gòu)設(shè)計是較為復(fù)雜的，建筑整體性是必須要切實關(guān)注的，設(shè)計師不能忽視了建筑的整體性而片面思考問題，這樣會影響建筑結(jié)構(gòu)的整體性、美觀性等。

最后建筑設(shè)計師為了追求結(jié)構(gòu)設(shè)計的新穎性，使整個結(jié)構(gòu)設(shè)計過于“浮夸”，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)存在各種缺陷，使設(shè)計方案僅僅存在于“空想”層面上，無法進(jìn)行方案實施。在對設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化之時，要切實做好方案篩選工作。設(shè)計師首先就要將建筑功能予以確定，要確保功能方面的要求得到滿足，繼而對成本以及美觀等予以優(yōu)化，從而使得方案達(dá)到最佳化。結(jié)構(gòu)設(shè)計方案存在著整體性以及概念性問題，因而在優(yōu)化之時，要從建筑整體角度來展開優(yōu)化，這對于保證建筑整體性是至為重要的，對于過于片面的東西可以舍棄或者在其他方面進(jìn)行完善補充，從而使各個結(jié)構(gòu)組成整體性強，整體性不僅要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)上還要體現(xiàn)在功能上。最后，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本理念就是“可實施性”，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要緊緊圍繞這一理念，堅決避免追求個性、新穎而拋棄其基本理念，所以在每一步的結(jié)構(gòu)設(shè)計時都要考慮是否可實施，這樣才能保證最終結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的可實施性。

（三）未能充分考慮環(huán)境因素

對土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生影響的因素較多，要在關(guān)注結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性的同時，要對周邊的環(huán)境也予以重視，重點就是要對溫度、濕度以及腐蝕等予以切實關(guān)注。然而，這些環(huán)境因素的忽視是工程建設(shè)者易忽視的點。它們的相互作用極其造成土木工程中的鋼筋與混凝土的破壞，不利于土木工程的長久建設(shè)與發(fā)展。比方說，化學(xué)腐蝕性會使得鋼筋、混凝土受到腐蝕，這點在設(shè)計之時是必須要一定要關(guān)注的，如果對其認(rèn)識不足，就會使得結(jié)構(gòu)設(shè)計的耐久性受到影響。如若未能充分考慮，將為今后土木安全建設(shè)埋下隱患。

二、改善土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法

（一）結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的確定

結(jié)構(gòu)設(shè)計方案所涉及的內(nèi)容較多，主要有框架結(jié)構(gòu)選擇、基礎(chǔ)設(shè)置以及結(jié)構(gòu)措施等。在進(jìn)行方案設(shè)計之時，具體涵蓋以下一些內(nèi)容：（1）框架結(jié)構(gòu)主要包括梁、柱，要通過節(jié)點將相關(guān)的構(gòu)件連接起來，使其豎向、水平的荷載能力得到增強。多層建筑還必須要對水平分荷載予以關(guān)注。另外來說，還要確保框架結(jié)構(gòu)具備一定的抗震、承載能力。（2）基礎(chǔ)設(shè)置一定要對施工的地質(zhì)條件、水文條件以及施工條件予以重點關(guān)注。層數(shù)不多，那么上部結(jié)構(gòu)的荷載力就相對較小，此時采用的應(yīng)該是獨立基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式。而層數(shù)較多，那么就要選擇綜合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式。（3）結(jié)構(gòu)措施要依據(jù)抗震設(shè)計的具體要求，對地震作用展開計算，進(jìn)而選用最為合適的抗震措施。

（二）土木工程設(shè)計的內(nèi)力組合要合理

建筑構(gòu)部件的截面尺寸需要具有一定技術(shù)的人才，因此引進(jìn)優(yōu)秀或培養(yǎng)優(yōu)秀的土木工程設(shè)計人才是當(dāng)務(wù)之急，利用人才在設(shè)計上尋求創(chuàng)新，提高設(shè)計合理性的同時保障其安全性。至于建筑構(gòu)部件的尺寸確定，除了專業(yè)的人才進(jìn)行計算，還需要對中柱截面尺寸以及梁的尺寸進(jìn)行精確測量，并采用具體的計算公式得出最后設(shè)計需要的尺寸。當(dāng)我國的土木工程設(shè)計達(dá)到了專業(yè)化及至系統(tǒng)化兼顧時，就能實現(xiàn)設(shè)計的精良化。針對土木工程結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合設(shè)計，要設(shè)計人員合理設(shè)計增強其抗震力，在選擇材料時需要選用大于普通建筑材料性能的品類，也就說其抗震系數(shù)等指標(biāo)要高。最后通過受剪偏壓柱的設(shè)計技巧，實現(xiàn)土木工程結(jié)構(gòu)的安全性。

三、結(jié)語

由上可知，若想使得工程的安全性得到保證，就要確保土木結(jié)構(gòu)十分的牢固。在當(dāng)前時期，國內(nèi)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計存在著很多的問題，結(jié)構(gòu)的耐久性相對較低，這就使得工程安全性不高。所以說，在設(shè)計之時一定要將現(xiàn)行的技術(shù)規(guī)范予以落實，提升安全水準(zhǔn)，并要尋找到優(yōu)化土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的可行之策。

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