土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性分析

梁春華

【摘要】我國是一個地域遼闊的國家，由于所處地理位置不同，抗震設(shè)防裂度，水文環(huán)境、自然氣候等也有所區(qū)別，比如廈門精英保安高等?？茖W(xué)校教學(xué)樓基礎(chǔ)采用的是人工挖孔樁，而同樣的教學(xué)樓在上?；A(chǔ)卻不能采用人工挖孔樁，因為上海地質(zhì)情況較差，屬于軟土地基。由此可見，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計受到多方面因素的影響，必須綜合考慮，否則容易存在很多問題，由于基礎(chǔ)在土木工程建設(shè)中所占的比重較大，如果要保證整個項目的順利完成，首先應(yīng)做好基礎(chǔ)設(shè)計，其次是上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計，做好基礎(chǔ)和上部設(shè)計選擇合理的基礎(chǔ)形式和上部結(jié)構(gòu)體系是非常重要的，針對這些設(shè)計問題進(jìn)行分析，必須使土木工程建設(shè)與現(xiàn)場實際情況聯(lián)系起來，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計整體的可行性。從當(dāng)前土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計來看其主要可以分為兩方面，上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)包括砌體、剪力墻、框架、框架-剪力墻等多種形式?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)主要包括條基、擴展基礎(chǔ)、筏基、樁基和錨桿基礎(chǔ)等基

礎(chǔ)形式。為了進(jìn)一步提高土木工程結(jié)構(gòu)的安全、經(jīng)濟和合理性，如何合理地做好結(jié)構(gòu)設(shè)計工作具有重要意義。

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

1、土木工程建設(shè)中結(jié)構(gòu)設(shè)計合理性的問題

1.1傳統(tǒng)設(shè)計不利于建筑物的維護(hù)和保養(yǎng)

在土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，建筑物的穩(wěn)定性是其圍繞的中心，也是所有結(jié)構(gòu)工程師進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要引起高度重視的。比如供電局辦公樓因為扶梯、電梯、和樓梯的集中布置，嚴(yán)重地削弱了局部的剛度和穩(wěn)定性，為了解決這一矛盾問題，必須采取加強措施，適當(dāng)?shù)丶哟笾苓吜喊逯慕孛婧团浣?。另?jù)新聞報道，某棟樓的陽臺掉落了，究其原因就是沒有按懸挑梁受力性質(zhì)合理地布置鋼筋。經(jīng)過眾多建筑物事故的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，許多工程是因為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理導(dǎo)致后期出現(xiàn)眾多的質(zhì)量問題，甚至是建筑物的坍塌，導(dǎo)致建筑物呈現(xiàn)了較差的耐久性。2008年5月12日汶川地震很多房屋倒塌就是因為沒有進(jìn)行合理的抗震設(shè)計，很多住房都采用土坯房（如圖1）和預(yù)制空心樓板（如圖2）結(jié)構(gòu)，因為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理或者材料的應(yīng)用不當(dāng)，即使發(fā)生輕微的地震災(zāi)害就會導(dǎo)致嚴(yán)重的事故，其抗震性很差。而承德兆非國際五星級酒店設(shè)備夾層和樓梯均采用了滑動支座，就是為了整體剛度合理分布，提高抗震性能；此外，有些建筑物更深層次的原因就是因為使用者沒有強烈的養(yǎng)護(hù)意識，出現(xiàn)了各種有損建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的危險行為。因為設(shè)計工作的不到位，導(dǎo)致眾多建筑材料因為儲存行業(yè)運輸不僅浪費了眾多的成本，而且會造成建筑材料的銹蝕和腐爛的現(xiàn)象，久而久之，就會導(dǎo)致嚴(yán)重的建筑主體的安全問題，嚴(yán)重影響了廣大人民群眾的財產(chǎn)安全和生命安全。

1.2土木工程設(shè)計結(jié)構(gòu)的牢固性較差

堅固是建筑的最基礎(chǔ)功能，它的程度能夠直接影響這個房屋的耐久性，所以一定要對結(jié)構(gòu)的堅固程度加以重視。麗景新苑舊房改造（平改鋼坡屋面）最初方案檐溝為不繡鋼材質(zhì)，它的優(yōu)點是運輸輕便，安裝簡單，不易生繡和耐微腐蝕，但與各部位銜接處會留有縫隙，與鋼筋砼檐溝相比，不如砼檐溝堅固，耐久，與各部位緊密結(jié)合，所以最后決定采用砼檐溝。要增強建筑的堅固程度，就得照顧到結(jié)構(gòu)設(shè)計的所有細(xì)節(jié)，再根據(jù)建筑所在地點和位置的實際情況，比如土壤環(huán)境氣候條件等精準(zhǔn)的構(gòu)造藍(lán)圖，使其達(dá)到遇到自然災(zāi)害或人為損壞即使有一些地方損壞，整個結(jié)構(gòu)也不會受到被動損害。

1.3土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計安全標(biāo)準(zhǔn)過低

目前，我國大多數(shù)土木工程建筑的安全系數(shù)不符合標(biāo)準(zhǔn)。究其原因是由于結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全標(biāo)準(zhǔn)太低而不能有效地約束施工過程的質(zhì)量和安全性。其次，工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計安全標(biāo)準(zhǔn)太低，影響了建筑的整體效率，縮短了使用壽命。因此，有關(guān)部門應(yīng)加強對建筑結(jié)構(gòu)的安全工程標(biāo)準(zhǔn)的重視程度，并針對存在的問題做出合理的改進(jìn)。

2、提升土木工程建筑結(jié)構(gòu)合理性優(yōu)化設(shè)計

2.1貫徹全局設(shè)計思路

針對上面土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的整體性差的問題，設(shè)計人員應(yīng)該具備全局意識，在設(shè)計過程中嚴(yán)格遵守全局化設(shè)計思路，將建筑物看做是一個整體，并結(jié)合實際情況開展設(shè)計，從而保證建筑規(guī)劃與城市整體規(guī)劃相協(xié)調(diào)。典型案例如嘉定城北大型居住社區(qū)地上14棟高層主樓，立面造型基本一致，排列有序，上部均為剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)均為樁筏基礎(chǔ)，這種設(shè)計思路應(yīng)該貫穿土木工程設(shè)計的全過程，從根本上解決了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計中各自為政的現(xiàn)象，采取全局設(shè)計思路能夠更直觀的發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，將土木工程各部分作為整體的分支，采取科學(xué)的設(shè)計理念確保各方面都能夠符合土木工程結(jié)構(gòu)、設(shè)計風(fēng)格的要求，實現(xiàn)了一體化設(shè)計。除此之外，全局設(shè)計思路還能夠擴寬設(shè)計人員的創(chuàng)新意識，在保證建筑物整體性的同時，帶來不一樣的藝術(shù)價值，更加突出土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的人性化、整體化特點。

2.2科學(xué)、合理的設(shè)計土木工程的結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理是在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中導(dǎo)致建筑物沒有發(fā)揮其作用的主要因素。比如設(shè)計云翔拓展大居24A-01A地塊共有產(chǎn)權(quán)保障住房項目時基礎(chǔ)均采用樁基礎(chǔ)，在土建項目的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中首先要分析并考慮施工現(xiàn)場及周邊的地質(zhì)條件和環(huán)境，并進(jìn)行調(diào)研勘測，針對周邊環(huán)境可能受到的自然災(zāi)害，地震發(fā)生頻率等，經(jīng)過進(jìn)一步的分析后，參照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，再結(jié)合項目的實際情況對樁基礎(chǔ)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，達(dá)到經(jīng)濟、合理、安全、可靠的最佳結(jié)構(gòu)設(shè)計方案；同時還要兼顧施工的可行性。在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中要對項目進(jìn)行科學(xué)管理，盡可能對圖紙進(jìn)行細(xì)化，減少由于工程設(shè)計不合理導(dǎo)致出現(xiàn)一些安全事故。除此之外還需要對設(shè)計人員的理論知識進(jìn)行加強與提高，從而提高設(shè)計人員對土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)的掌握，以確保建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定及安全。

2.3完善土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計各種標(biāo)準(zhǔn)和體制

目前的土木建筑工程的設(shè)計都非常浪費能源材料，過于前衛(wèi)的建筑風(fēng)格也會造成環(huán)境的極大破壞，然而隨著我國生態(tài)環(huán)境的不斷低勢發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)的節(jié)能環(huán)保引起了社會的廣泛關(guān)注。在過去的很多年建造房屋多采用粘土磚，由于大量開采粘土造成了環(huán)境資源的過度消耗及廢棄，并非由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的有意而為之，最重要的原因是來自設(shè)計者對于相關(guān)的環(huán)境保護(hù)法律條約以及一系列環(huán)保節(jié)能措施的淺顯認(rèn)知。進(jìn)而可以看出，在建筑的設(shè)計層面有很大一部分的描述都是非常不精準(zhǔn)的，這就使得這些關(guān)于建筑創(chuàng)作的項目在進(jìn)行時忽略了購材的環(huán)保節(jié)能性。而鹽城恒大名都、威尼斯渡假區(qū)、南翔高層商住樓、嘉定城北大型居住社區(qū)和供電局等項目均采用加砌砼砌塊非常嚴(yán)格的遵守環(huán)境保護(hù)條約，嚴(yán)格控制節(jié)能環(huán)保舉措，注重環(huán)境保護(hù)節(jié)能的細(xì)節(jié)所在，體現(xiàn)了設(shè)計項目時對環(huán)保的重視態(tài)度。

2.4 提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的專業(yè)能力

除了上述的注重建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的全面性以及注重后期的維修和養(yǎng)護(hù)，還要提升土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的專業(yè)素養(yǎng)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在土木工程中具有重要地位，所以要從各個方面提升建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平。比如建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域權(quán)威專家的講座、土木工程行業(yè)交流會等。要通過多元化的培訓(xùn)方式來提升土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的理論能力，并與實踐充分融合，實現(xiàn)其專業(yè)技能的呈現(xiàn)，為我國的土木工程建設(shè)提供最強大的技術(shù)人員支持。

2.5提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性

在實際的土木建筑工程施工中，要充分將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員和施工人員進(jìn)行良好的對接，通過對設(shè)計圖紙的交底工作，來保證施工隊伍能夠清晰的了解整體土木工程細(xì)節(jié)設(shè)計的含義，減少施工中的失誤操作，有效的提升施工的進(jìn)度和效率。我在中成藥研發(fā)生產(chǎn)廠房及輔助用房擔(dān)任項目經(jīng)理期間，對于施工的每道工序，隱蔽工程與結(jié)構(gòu)設(shè)計施工圖，相關(guān)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是否相符進(jìn)行仔細(xì)核查，以及施工現(xiàn)場組織施工技術(shù)人員針對施工機械進(jìn)行詳細(xì)檢查，通過發(fā)現(xiàn)問題，并與施工人員及時進(jìn)行溝通解決，有效規(guī)避眾多的作業(yè)失誤，來保證建筑結(jié)構(gòu)施工的安全和順利進(jìn)行，完美地完成項目的施工任務(wù)，被評為優(yōu)質(zhì)工程和安全文明施工工地。

結(jié)論：

綜上所述，在土木工程的建設(shè)中，不斷優(yōu)化當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的水平，有效解決當(dāng)前土木工程建筑結(jié)構(gòu)中的各種問題，保證整體項目更加安全和穩(wěn)定地完工。通過與國外先進(jìn)設(shè)計技術(shù)的交流和自身設(shè)計的不斷完善，助力土木建筑工程的快速前進(jìn)。

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