土木工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題及對策

文/張延軍 貴州省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 貴州貴陽 550000

1、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述

所謂的土木工程主要就是指運(yùn)用一些設(shè)備等進(jìn)行的勘察、設(shè)計(jì)以及施工等活動，或者是直接為人們提供各種生活、生產(chǎn)等的設(shè)施建設(shè)，比如：房屋、橋梁、鐵路、公路等工程?？茖W(xué)技術(shù)的日新月異，推動了建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，高層建筑也大量的不斷涌現(xiàn)，對技術(shù)的要求也逐漸提升。土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是工程施工之前的準(zhǔn)備工作，如果工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理將會影響施工的順利開展，甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重的安全事故，威脅到施工人員的人身安全，最終影響工程的整體質(zhì)量。由于土木工程是國家的基礎(chǔ)事業(yè)，將直接關(guān)系到國家的整體發(fā)展，所以，做好對土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作是十分重要的。就目前而言，建筑行業(yè)對施工的質(zhì)量以及安全管理越來越嚴(yán)格，所以，要想確保工程的整體質(zhì)量以及安全，就必須加大對土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重視。

2、土木工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常出現(xiàn)的問題

2.1 牢靠性設(shè)計(jì)不強(qiáng)

牢靠性在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是基本的原則和基礎(chǔ)，能夠保障建筑工程的安全可靠性，當(dāng)前我國的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的牢靠性標(biāo)準(zhǔn)不是十分的完善和健全，這就使土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體安全性受到了很大的影響。建筑工程的牢靠性就是指建筑在被外力沖擊的作用下發(fā)生部分損壞時(shí)，不會由于建筑物的一部分發(fā)生損壞而使整個建筑物受到損壞或發(fā)生倒塌的現(xiàn)象。

2.2 承重柱及構(gòu)造柱的區(qū)別問題

在建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，通常會出現(xiàn)構(gòu)造柱和承重柱區(qū)分不明確的現(xiàn)象。其實(shí)構(gòu)造柱和承重柱完全是不同功能和不同概念的兩種結(jié)構(gòu)部件。一旦把二者混淆，那么久一定會對建筑工程的牢固性產(chǎn)生極大的影響，會導(dǎo)致嚴(yán)重的質(zhì)量安全事故的發(fā)生。在磚混結(jié)構(gòu)為主體結(jié)構(gòu)的工程當(dāng)中構(gòu)造柱適合梁一起來設(shè)計(jì)配合比例來搭配使用的，它的作用是能夠防止墻裂縫的產(chǎn)生和能夠提高建筑物的抗水平荷載的能力，比如典型的地震荷載就是水平荷載。但是一旦設(shè)計(jì)人員把二者的概念混淆，不經(jīng)意的把構(gòu)造柱當(dāng)做承重柱來使用，那么建筑物就一定會發(fā)生變形，出現(xiàn)裂縫，沉降最后整體倒塌。所以說我們一定要對構(gòu)造柱和承重柱明確的區(qū)別開來，以保證在工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中確保建筑工程的安全可靠性。

2.3 周圍自然環(huán)境對建筑物結(jié)構(gòu)的影響沒有得到設(shè)計(jì)人員足夠的重視

建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，在對結(jié)構(gòu)的安全可靠性及耐久性問題進(jìn)行考慮的同時(shí)，也要考慮到建筑工程周圍的自然環(huán)境因素，天氣溫度，濕度，水和土的酸堿度及對建筑物造成腐蝕等自然條件因素。但是在實(shí)際的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中這些自然環(huán)境因素往往卻被忽略掉了，這是這些自然環(huán)境因素會對鋼筋混凝土為主要材料的建筑工程產(chǎn)生特別重大的影響及破壞。如果不把自然環(huán)境因素考慮進(jìn)去那么對與建筑工程的安全性和耐久性是非常不利的，同時(shí)也會存在著極大的安全隱患問題。

3、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體方法

3.1 結(jié)構(gòu)可靠度的設(shè)計(jì)方法

以概率論為參考，研究相關(guān)知識融入到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，分析結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)來做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，就叫做結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)。

3.2 多系數(shù)極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)方法

極限的狀態(tài)通常是指無法再承受更多，達(dá)到臨界的狀態(tài)。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能超過極限，要在結(jié)構(gòu)的臨界點(diǎn)以下，否則，就會超出承受力，引發(fā)安全隱患。因此，在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到正常使用的極限，承載能力的極限，了解清楚結(jié)構(gòu)的極限，再設(shè)計(jì)。

3.3 容許應(yīng)力的設(shè)計(jì)方法

容許應(yīng)力的設(shè)計(jì)方法很早以前就出現(xiàn)了，它是以彈性理論為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。在考慮設(shè)計(jì)方案時(shí)，對于不確定的因素，會建立一個統(tǒng)一的系數(shù)，然后根據(jù)此系數(shù)來考慮設(shè)計(jì)。對于安全系數(shù)也不能確定，通常是憑經(jīng)驗(yàn)來估計(jì)的。對于材料的強(qiáng)度和塑性也沒有規(guī)范，無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

4、土木工程結(jié)構(gòu)分析過程中存在問題的解決對策

4.1 科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)土木工程的結(jié)構(gòu)

在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中結(jié)構(gòu)不合理是導(dǎo)致建筑物無法發(fā)揮自身作用的首要因素，在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中施工單位應(yīng)先對施工地點(diǎn)周圍的地質(zhì)情況進(jìn)行相應(yīng)的分析及考慮，針對周圍環(huán)境的自然災(zāi)害情況、地震發(fā)生頻率等進(jìn)行合理的分析之后，按照相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際情況對建筑材料進(jìn)行調(diào)整，制定合理的工程管理體系，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中實(shí)施科學(xué)管理、盡量詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙，減少由于工程結(jié)構(gòu)的不合理設(shè)計(jì)導(dǎo)致的安全事故的發(fā)生，此外還應(yīng)加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的理論學(xué)習(xí)，提高設(shè)計(jì)人員的自身素質(zhì)及專業(yè)素養(yǎng)，提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域最新方案的掌握程度，保證建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及安全性。

4.2 將施工環(huán)境作為合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)

在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)根據(jù)現(xiàn)階段的施工環(huán)境實(shí)施相應(yīng)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在設(shè)計(jì)之前充分考慮施工條件、地質(zhì)情況、溫度及濕度等綜合情況的基礎(chǔ)上實(shí)施設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)土木工程結(jié)構(gòu)過程中應(yīng)精細(xì)化處理設(shè)計(jì)圖紙，針對施工過程中的每一個環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)說明，提高施工人員的認(rèn)知程度及理解程度，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)過程中還應(yīng)將工程的經(jīng)濟(jì)效益納入考慮的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，不能一味的使用標(biāo)準(zhǔn)圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，減少成本的支出，提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的積極性及安全性特點(diǎn)。

4.3 重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中建筑的維修及養(yǎng)護(hù)

在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)將維修及養(yǎng)護(hù)納入設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，由于土木工程建筑在正式使用前很難發(fā)現(xiàn)問題，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)加大對圖紙的審查力度，保證建筑的耐久性。

針對施工構(gòu)件截面進(jìn)行相應(yīng)的要求，針對建筑梁、板及柱的尺寸進(jìn)行嚴(yán)格控制，預(yù)估建筑施工情況，計(jì)算建筑主梁的承受能力，選擇合適的梁板作為標(biāo)桿，針對施工結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)范，按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意圖進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)定，從根本上提高建筑物的穩(wěn)定性。

4.4 嚴(yán)格控制土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)嚴(yán)格按照國家規(guī)范制定嚴(yán)格的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，結(jié)合實(shí)際情況不斷改進(jìn)相關(guān)技術(shù)，提高土木工程的質(zhì)量、安全性及使用壽命。

結(jié)語：

在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中存在較多的問題，這些問題的出現(xiàn)嚴(yán)重影響著土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及建筑物的整體質(zhì)量，因此，在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)通過實(shí)施科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)土木工程的結(jié)構(gòu)、將施工環(huán)境作為合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)、重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中建筑的維修及養(yǎng)護(hù)、嚴(yán)格控制土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等途徑促進(jìn)土木工程結(jié)構(gòu)的合理性及科學(xué)性，提高整體土木工程建筑物的質(zhì)量，延長建筑物的使用壽命，提高建筑物的安全性。