關于土木工程結構設計中存在的問題與對策

楊嬌艷

摘 要：土木工程結構的安全性能和其本身的結構設計有著十分密切的關聯(lián)，土木工程的結構設計的不完善與不合理，將對土木工程的整體質(zhì)量帶來極為嚴重的影響。當前在土木工程結構設計的過程中依然存在諸多的問題，為建筑行業(yè)的發(fā)展造成很大的制約，因此分析具體存在問題，并尋求針對性的應對措施對于確保土木工程順利開展具有關鍵性意義。

關鍵詞：土木工程；結構設計；問題

中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：1671-3362（2013）07-0118-01

1 土木工程結構設計存在的問題

1.1 結構設計牢固性差

土木工程的結構是否牢固直對工程整體的安全性水平起著決定性的作用?，F(xiàn)在，土木工程的牢固性問題已慢慢變成工程結構中普遍存在的質(zhì)量隱患。盡管局部結構的損壞不會破壞整體結構，但一旦發(fā)生地震、火災或爆炸事故，將是對結構的延性設計、冗余度設計的極大考驗。譬如地基結構設計沒有考慮到地質(zhì)承載能力等情況，對設計的論證不足，自然難以保證外力破壞下工程結構的安然無恙。目前我國很多土木工程在結構設計上很不完善，給土木工程建筑物的坍塌、損壞等重大傷亡事故埋下了伏筆。如汶川地震時，房屋的大范圍倒塌。這也從側面說明了結構牢固性的重要性。

1.2 構造柱和承重柱的區(qū)分問題

土木工程磚混結構建筑的構造柱和梁配合設計，可以對防止墻體裂縫產(chǎn)生的良好效果，是提高房屋建筑抗震水平的重要舉措。實際上，設計人員混淆了構造柱和承重柱的概念，將承重柱的設計方法直接套用到構造柱設計當中，沒有為構造柱設置基礎。因此，難以抵抗地震的震動強度，從而導致結構裂縫、沉降等，甚至引起建筑物倒塌。另外。為了方便分析承重柱受力，將其截面面積設計得太小。這樣在外力的作用下，柱體和梁體就會出現(xiàn)開裂問題。

1.3 忽略環(huán)境影響因素

土木工程設計除了需要考慮安全性和耐久性問題，還需要綜合溫度、濕度、水土酸堿度、化學腐蝕等環(huán)境因素，但在實際的設計工作中，環(huán)境是經(jīng)常被忽略的因素，而這些因素對混凝土和鋼筋又具有很大的負面影響。既不利于工程結構的耐久性和安全性的保持，也存在很大的安全隱患。

2 土木工程結構設計的對策

2.1 結構設計方案的確定

以某樓房土木工程的結構設計為例，結構設計方案的內(nèi)容包括框架結構選擇、基礎布置、結構措施等，具體方案內(nèi)容如下：

框架結構由梁、柱構件組成，構件之間由節(jié)點進行連接，以承受豎向荷載和水平荷載的能力。如果是多層建筑，還要考慮水平風荷載的因素。另外，框架結構要選擇由鋼筋混凝土梁、柱等桿件剛接的體系，以滿足抗震、承載等要求。

基礎布置需要考慮工程現(xiàn)場的地質(zhì)條件、水文條件、施工條件等。如果層數(shù)比較少，意味著上部結構荷載力不大，可選擇獨立基礎的結構模式。如果層數(shù)比較多，則要采用綜合基礎的結構模式。

結構措施要根據(jù)土木工程的抗震設計規(guī)范要求，通過地震作用的計算，采取必要的抗震措施。譬如在同一個標高位置上，埋設同一結構單位的基礎。或梁柱采用整體澆筑的方式，選擇尺寸合適的配筋等構件。

2.2 內(nèi)力組合的設計

內(nèi)力組合是土木工程結構承載力抗震設計的要點，它要求在調(diào)整承載力抗震系數(shù)的基礎上設計。工程結構抗震設計要求材料強度的設計值應大于沒有考慮抗震要求時的材料強度設計值。如果采用非抗震設計的材料強度設計值進行計算，則抗震設計需要對承載力抗震的系數(shù)進行調(diào)整。通過綜合受彎梁、偏壓柱、受剪等的系數(shù)調(diào)整，提高結構的承載能力。

2.3 板設計和配筋

板設計和配筋的結構設計，要分析板長邊和短邊的長度。如果長度差距<2mm，則適合采用雙向板計算的方式設計；如果兩者的長度差距在2～3mm之間，則適合沿著短邊的受力單向板進行計算，并將足夠的構造鋼筋布置在長邊位置。根據(jù)工程結構板的具體大小，可按照彈性的方法計算。對于連續(xù)雙向板跨中的最大彎矩計算，要求根據(jù)荷載分布的具體情況，對滿布荷載進行分解和間隔進行布置。通常是在支承中間柱的位置上固定格板，然后根據(jù)實際的支承情況，求得各個區(qū)域格板的彎矩。最后將各個區(qū)域格板的彎矩進行疊加，就能夠得出跨中的最大彎矩。

2.4 控制轉換層模板的側壓力

轉換層澆筑混凝土的時候，可采用內(nèi)部振搗器。除了要確保模板具備一定程度的承載力，還要盡量提高模板的剛度。混凝土澆筑之后產(chǎn)生的作用力可作用于模板最大的側壓力，可以通過以下的計算公式：算出。其中，F(xiàn)代表的是新澆筑混凝土作用于模板的最大側壓力，單位為kN/m2；c代表的是新澆筑混凝土產(chǎn)生重力的密度大小，單位為kN/m2；t0代表的是根據(jù)實際測試所確定的新澆筑混凝土初凝時間，單位為h。如果試驗資料不足以確定初凝時間，則可用公式t0=200/（T+15）計算出初凝時間。其中T表示新澆筑混凝土的溫度；H代表的是從計算混凝土側壓力的位置開始到新澆筑混凝土最頂面之間的高度，單位為m；V代表的是混凝土澆筑的基本速度，單位為m/h。采用插入式振搗器澆筑混凝土，其澆筑的速度一般在6m/h之內(nèi)；β1代表的是外加劑添加入混凝土之后影響的修正系數(shù)。如果沒有添加外加劑，系數(shù)為1.0；如果有外加劑，混凝土可受到緩凝作用，系數(shù)則為1.2；β2代表的是混凝土出現(xiàn)坍落之后所影響的修正系數(shù)。如果塌落度在30mm以下，修正系數(shù)為0.85；如果坍落度在50～90mm之間，修正系數(shù)為1.0；如果坍落度在110～150mm之間，修正系數(shù)為1.15。

3 結語

綜上所述，土木工程的結構是否牢固，直接關系到工程的安全性水平。目前我國很多土木工程的結構設計很不完善，不利于工程結構的耐久性和安全性的保持，存在很大的安全隱患。因此，我們需要根據(jù)國家的規(guī)范技術要求，在創(chuàng)新技術的同時，提高安全設置的水準，提出土木工程結構設計的對策。

參考文獻

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