土木工程結構設計存在的問題及設計措施

楊海鵬　王梓宇

【摘要】改革開放以來，我國城市化建設的步伐加速，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構的設計方面進行研究，進而找出最科學合理的設計方案，保證土地資源得到充分的利用，所以土木工程建筑結構的設計施工日益成為人們關注的焦點。因此，需要我們相關的工作人員切實考察施工場地的現實情況，不斷的發展完善設計方案，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發展。

【關鍵詞】土木工程；結構設計；問題；強化措施

隨著當前我國建筑行業的快速發展，土木工程建筑結構設計工作業受到了人們的廣泛關注，而建筑結構的耐久性和安全性又是結構工程中重要的質量指標，土木工程建筑結構設計技術的合理性又會直接影響整個結構的安全系數。盡管建筑行業已經取得了較快的發展，建筑技術和設計水平都得到了不同程度的提升，但在建筑結構設計過程中還存在一定的問題，這就需要對其進行深入的分析，這樣才能夠采取有效的解決措施，保證建筑結構設計的質量。

一、土木工程結構設計存在問題

（一）結構設計牢固性差

土木工程整體的安全性在很大程度上取決于其結構的牢固性，而結構穩定性在工程設計中已逐漸發展為普遍性問題。一般情況下，建筑結構的局部破壞雖然不至于結構物整體崩塌，但在火災、地震以及其他自然災害發生時，便會嚴峻考驗著結構的冗余度設計。例如基礎結構設計時若未對地基承載力和沉降量、沉降差進行充分考慮，那么建筑整體結構勢必會因沉降而出現開裂與失穩現象。

（二）構造柱與承重柱的區分問題

設計合理的構造柱與梁可有效避免墻體發生裂縫，進而確保建筑結構抗震性能表現優越。但在現實應用中，部分設計人員混淆構造柱與承重柱，將二者類似于同一原理進行設計，致使建筑結構因構造柱缺乏基礎而影響其抗震能力，最終反應為結構裂縫、沉降甚至倒塌等病害發生。另外，設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，柱體與梁極易發生開裂破壞。

（三）忽略環境影響因素

土木工程結構設計除穩定性與耐久性外，同時還需考慮外部環境（如土質結構、空氣溫度與濕度等）對結構的影響，但是基于現實情況的分析，環境因素通常不受重視且忽于考慮，進而對工程結構帶來嚴重的負面影響，致使建筑物因結構失穩而降低其安全性。

二、土木工程結構設計優化策略

（一）實現構建選型的優化設計

通常在土木工程建筑結構設計中，要想更好的保證建筑工程的質量，就要深入了解不同建筑構件特征，通過綜合考量建筑工程施工的標準、要求和環境特征等各項因素之后，選擇一個最佳的建筑構件類型。在實際的建筑結構設計過程中，要考慮到建筑工程施工質量要求，不斷優化建筑構件選型，認識到各構件之間的聯系，準確判斷不同構件之間的關系，并以此為依據，建設相應的建筑結構單元。之后，對于各個不同的單元組設計，可以結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計中，要結合整個工程的特性和實際需要，進行科學布局，并考量工程建設的實際情況，對相應的支撐系統、基礎系統等各個方面，進行合理布局設計。同時還要仔細分析建筑結構的穩定性，以此更好的保障土木工程建筑結構設計方案的科學性、合理性。

（二）優化建筑空間結構設計

可以說，在實際的土木工程建筑結構設計過程中，主要就是對建筑空間結構進行設計，因此這就要不斷優化建筑空間結構設計，這樣才能夠更好的保證建筑工程施工的質量。設計人員在建筑結構設計中，要注重明確建筑工程內部不同結構空間的作用，在此基礎上，融合三維立體設計理念，這樣才能夠保障土木工程建筑結構設計的科學性。另外，在土木工程建筑結構設計過程中，本身對于各個不同的結構，都有不同的剛度要求，那么，這就要結合不同結構的要求，保證不同結構的剛度能夠符合相關要求。同時在土木工程建筑結構設計過程中，還要結合其對于不同區域變形和受力的要求，不僅要從建筑構建的實際受力狀態進行分析，還要堅持從整個建筑工程出發，對建筑結構受力情況進行科學分析，以及時優化、調整設計方案。

（三）對于工程地基荷載力進行核算

要想我們能夠有效的進行荷載力核算，需要我們首先進行地基的勘測。所以在我們進行相關設計工作之前，需要做好施工場地的勘測工作，得到精確有效的數據。以數據作為支撐進行結構設計中荷載力的核算標準。如果地基建設涉及到換土填充的問題，還需對新土層的厚度進行計算，以此提升地基荷載值的精確程度，保證建筑結構安全可靠。

（四）框架梁的內力組合

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構，其極有可能遭受不同可變荷載的同時作用，此時為了減少結構的不利效應，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；而當作用效應對結構設計有利時，效應取值則可為1.0，滑移、漂移、與傾覆等取值為0.9。

三、結語

總之，土木工程結構設計為一項系統而復雜的任務，其過程只有依據規范實施標準化設計，方能實現結構使用性能與使用壽命的多元化發展方向。