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

楊海鵬　王梓宇

【摘要】改革開放以來，我國城市化建設(shè)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(jié)構(gòu)的設(shè)計方面進行研究，進而找出最科學(xué)合理的設(shè)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(jié)構(gòu)的設(shè)計施工日益成為人們關(guān)注的焦點。因此，需要我們相關(guān)的工作人員切實考察施工場地的現(xiàn)實情況，不斷的發(fā)展完善設(shè)計方案，以此達到我們的預(yù)期目標(biāo)，保證我國土地資源充分利用，促進我國城市化進程平穩(wěn)發(fā)展。

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

隨著當(dāng)前我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作業(yè)受到了人們的廣泛關(guān)注，而建筑結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性又是結(jié)構(gòu)工程中重要的質(zhì)量指標(biāo)，土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)的合理性又會直接影響整個結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)。盡管建筑行業(yè)已經(jīng)取得了較快的發(fā)展，建筑技術(shù)和設(shè)計水平都得到了不同程度的提升，但在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。

一、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計存在問題

（一）結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)的牢固性，而結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性在工程設(shè)計中已逐漸發(fā)展為普遍性問題。一般情況下，建筑結(jié)構(gòu)的局部破壞雖然不至于結(jié)構(gòu)物整體崩塌，但在火災(zāi)、地震以及其他自然災(zāi)害發(fā)生時，便會嚴峻考驗著結(jié)構(gòu)的冗余度設(shè)計。例如基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)勢必會因沉降而出現(xiàn)開裂與失穩(wěn)現(xiàn)象。

（二）構(gòu)造柱與承重柱的區(qū)分問題

設(shè)計合理的構(gòu)造柱與梁可有效避免墻體發(fā)生裂縫，進而確保建筑結(jié)構(gòu)抗震性能表現(xiàn)優(yōu)越。但在現(xiàn)實應(yīng)用中，部分設(shè)計人員混淆構(gòu)造柱與承重柱，將二者類似于同一原理進行設(shè)計，致使建筑結(jié)構(gòu)因構(gòu)造柱缺乏基礎(chǔ)而影響其抗震能力，最終反應(yīng)為結(jié)構(gòu)裂縫、沉降甚至倒塌等病害發(fā)生。另外，設(shè)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(dāng)有外力作用時，柱體與梁極易發(fā)生開裂破壞。

（三）忽略環(huán)境影響因素

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計除穩(wěn)定性與耐久性外，同時還需考慮外部環(huán)境（如土質(zhì)結(jié)構(gòu)、空氣溫度與濕度等）對結(jié)構(gòu)的影響，但是基于現(xiàn)實情況的分析，環(huán)境因素通常不受重視且忽于考慮，進而對工程結(jié)構(gòu)帶來嚴重的負面影響，致使建筑物因結(jié)構(gòu)失穩(wěn)而降低其安全性。

二、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化策略

（一）實現(xiàn)構(gòu)建選型的優(yōu)化設(shè)計

通常在土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要想更好的保證建筑工程的質(zhì)量，就要深入了解不同建筑構(gòu)件特征，通過綜合考量建筑工程施工的標(biāo)準、要求和環(huán)境特征等各項因素之后，選擇一個最佳的建筑構(gòu)件類型。在實際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，要考慮到建筑工程施工質(zhì)量要求，不斷優(yōu)化建筑構(gòu)件選型，認識到各構(gòu)件之間的聯(lián)系，準確判斷不同構(gòu)件之間的關(guān)系，并以此為依據(jù)，建設(shè)相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)單元。之后，對于各個不同的單元組設(shè)計，可以結(jié)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(shè)計中，要結(jié)合整個工程的特性和實際需要，進行科學(xué)布局，并考量工程建設(shè)的實際情況，對相應(yīng)的支撐系統(tǒng)、基礎(chǔ)系統(tǒng)等各個方面，進行合理布局設(shè)計。同時還要仔細分析建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以此更好的保障土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的科學(xué)性、合理性。

（二）優(yōu)化建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計

可以說，在實際的土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，主要就是對建筑空間結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，因此這就要不斷優(yōu)化建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計，這樣才能夠更好的保證建筑工程施工的質(zhì)量。設(shè)計人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要注重明確建筑工程內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)空間的作用，在此基礎(chǔ)上，融合三維立體設(shè)計理念，這樣才能夠保障土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性。另外，在土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，本身對于各個不同的結(jié)構(gòu)，都有不同的剛度要求，那么，這就要結(jié)合不同結(jié)構(gòu)的要求，保證不同結(jié)構(gòu)的剛度能夠符合相關(guān)要求。同時在土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，還要結(jié)合其對于不同區(qū)域變形和受力的要求，不僅要從建筑構(gòu)建的實際受力狀態(tài)進行分析，還要堅持從整個建筑工程出發(fā)，對建筑結(jié)構(gòu)受力情況進行科學(xué)分析，以及時優(yōu)化、調(diào)整設(shè)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(guān)設(shè)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(shù)據(jù)。以數(shù)據(jù)作為支撐進行結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載力的核算標(biāo)準。如果地基建設(shè)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(jié)構(gòu)安全可靠。

（四）框架梁的內(nèi)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(shè)計截面。當(dāng)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(shè)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)的不利效應(yīng)，對可變荷載效應(yīng)組合可取值1.2，永久荷載效應(yīng)組合可取值1.35；而當(dāng)作用效應(yīng)對結(jié)構(gòu)設(shè)計有利時，效應(yīng)取值則可為1.0，滑移、漂移、與傾覆等取值為0.9。

三、結(jié)語

總之，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計為一項系統(tǒng)而復(fù)雜的任務(wù)，其過程只有依據(jù)規(guī)范實施標(biāo)準化設(shè)計，方能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)使用性能與使用壽命的多元化發(fā)展方向。