土木工程建筑结构设计中存在的问题

吕杰

摘要：本文概述了土木工程建筑结构设计的内涵，对土木工程建筑结构设计存在的问题进行了详细分析，同时还探讨了土木工程建筑结构的设计的措施，以供参考。

关键词：土木建筑工程；結构设计；问题；措施

中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：1674-3024（2017）05-101-02

前言

随着人们生活水平的提高，对生活的居所也有了更高的要求，使城市变得越来越大，使城市中的建筑物也越来越高。尽管建筑行业的发展蓬勃迅速，但是在发展中暴露出的与土木工程设计相关的问题也越来越多，给许多的建筑物留下了不少安全隐患，随时威胁着人们的人身安全。

1土木工程建筑结构设计概述

土木工程主要就是指运用一些设备等进行的勘察、设计以及施工等活动，或者是直接为人们提供各种生活、生产等的设施建设，比如：房屋、桥梁、铁路、公路等工程。科学技术更新的突飞猛进，带动了建筑行业的快速发展，超高层、超限建筑也大量的不断涌现，对技术的要求也逐渐提升。土木工程的结构设计是建筑项目工程施工之前的准备工作.如果土木工程结构设计的不合理、不科学将会影响施工工作的顺利开展，极端情况甚至会出现严重的安全事故，威胁到施工人员的人身安全，最终影响工程的整体质量。土木工程乃是国家的基础事业，其直接关系到国家的整体发展水平，所以，做好土木工程建筑结构设计的工作是十分重要的。就目前而言，建筑行业对施工的质量以及安全管理越来越严格，所以，要想确保工程的整体质量以及安全，就必须加大对土木工程建筑结构设计的重视。

2土木工程建筑结构设计存在的问题

2.1设计中的可靠性不够

土木工程设计的原则是安全和牢靠，牢靠性高的土木工程建筑结构设计可以保证建筑施工队在施工时的建造安全，还能保证建筑物建成之后的使用安全。但是我国目前的土木工程建筑结构设计中明显存在牢靠性标准不合理的问题，这就使参照这一套标准设计的土木工程建筑结构的安全性大大降低了，进而影响无数人的生命安全。一般情况下建筑工程的牢靠性高低区别点在于一栋建筑物的某一部分在遭受了外力的影响之后，整栋建筑物是否都随之受到影响，最后是否会给整栋建筑物造成安全威胁。通常牢靠性较强的建筑物在某一部分遭受外力撞击时不会影响整栋建筑物的结构，对人的生命财产安全的威胁较小。

2.2对承重柱和构造柱的区别认识不够

构造柱和承重柱的功能是完全不一样的，但是由于界定不明确，经常会出现土木工程设计的人员错将承重柱当作构造柱，使建筑物成为一栋充斥着危险的建筑物。构造柱的作用是防止建筑物的墙面裂缝，建筑物抗水平荷载能力需要构造柱来提高，常常涉及到的抗水平荷载有地震荷载等。而承重柱与构造柱的区别若是被设计人员忽略或者混淆，将会给建筑物埋下安全隐患，也会直接造成建筑物的安全事故发生。根据建筑过程中的一些实例显示，若是将承重柱当作构造柱使用了，会出现建筑物变形、墙面裂缝、建筑物沉降、坍塌等现象。不管是哪一种现象出现，这栋付诸了整个建筑团队心血的建筑物就成为不合格产品，浪费了大量的人力物力资源。

2.3设计人员忽视了周围环境对建筑物结构的影响

建筑物的建造对周围的环境有影响，同样周围的环境也会对建筑物产生影响，而且这种影响还会贯穿于建筑物建造的整个过程，其中就包括了土木工程建筑结构的设计。设计人员在设计具体的结构方案时，需要考虑建筑物建造场所的环境气候条件，比如天气、温度、湿度、水土酸碱性等等自然因索。但是通过调查发现，在实际的建筑结构设计中，设计人员常常将这一内容忽略，造成了许多无法挽回的损失。建筑物的建造最需要的材料就是钢筋混凝土，而气候、水土对钢筋混凝土的影响既直接又大，必须将这些因素考虑到设计中去，才会避免材料和设计出现问题，避免导致整栋建筑物的建造工期延后或者出现烂尾，最主要的是避免建筑物中安全隐患的存在。

2.4楼层平面刚度问题

设计人员在设计建筑建构时，若发生结构布置方式及基本结构概念缺失的问题，便会运用楼板变形的计算方式计算楼层平面所具有的刚度。若从力学模型角度分析，该方式可行。然而，设计人员在确定楼板变形程序过程中，所得结果准确度并不高。研究表明，导致该方式计算精确度不高的主要原因是受到结构设计中建立于安全储备之上的部分位置过大的影响。针对该问题的解决，设计人员可利用将楼层设计为刚性的楼面以完成计算，从而避免程序计算所得结果同现实楼板的实际受力情况之间存在本质性的误差。

3土木工程建筑结构的设计措施

3.1增加结构设计的安全性标准

解决当前土木工程建筑结构设计安全性不够的问题，当然需要着手于安全性的重新考虑和设计上，尽量采用现代科学技术优化土木工程设计，为工程质量提供保障。优化土木工程设计结构首先要规范化安全标准，设计一套系统随时更新完善设计，引入国外先进的工程设计理念以及标准，根据我国建筑行业的具体情况制定适合我国建筑物建造的设计体系，将国内与国外的土木工程设计之间的差距缩短。要将土木工程建筑结构设计的安全性设计作为重点，通过建筑行业以及国家相关部门提供的规范化标准，坚持以设计的安全性为核心，保证建筑物的稳固性、使用寿命等，实现建筑物的质量保障。土木工程设计之时不仅要考虑到施工过程中有可靠安全的设计方案，也要对工程完结之后到业主手中，业主开始利用之后可能会产生的一切问题做详尽的考虑，并融入到设计当中。

3.2构件设计要合理

结构构件设计中最常见的三要素：强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件。其中强柱弱梁在工程设计中“最难实现”，因为设计师最容易忽视。哪些因素导致无法准确实现“强柱弱梁”？（1）结构内力分析时考虑了楼板的约束作用，梁截面为T形，常用的计算分析软件中以边梁和中梁的刚度放大系数来考虑，但梁的承载力设计时仍以矩形截面来配筋，并没有考虑楼板的约束作用，低估了梁的承载能力。实际应该这样处理：按T形截面进行的内力分析，就应根据所得的承载力按T形截面进行配筋：或者将按T形截面进行内力分析后所得的承载力除以梁刚度放大系数，然后按矩形截面进行配筋。（2）梁端配筋采用的是柱中线处的内力，而实际上应该采用柱边的内力，而柱中线处的内力比柱边的内力大约20%，实际上增加了梁端的配筋。（3）由于设计习惯和钢筋需要归并等原因造成梁配筋的增大，且有些设计师总是任意放大配筋计算结果，反而适得其反。

另外两个要索相对容易实现，在软件辅助计算时一般即可处理，需要注意的是“强剪弱弯”通常由以下几点构造来实现：（1）增大箍筋直径，减小箍筋间距。（2）必要时，某些构件的箍筋可全长加密，如连梁、短柱等。（3）主次梁交接处，设珞附加箍筋和弯起钢筋。

3.3增强板设计以及配筋方式

土木工程的设计除了前文所述的内容，还包括了楼板的设计以及配筋的选择。楼板作为建筑物的重要承重构件及水平传力构件，在设计中却容易被轻视。（1）设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足.简单地将双向板作用单向板进行计算。使计算假定与实际受力状态不符，导致一个方向配筋过大，而另一方向仅按构造配筋，造成配筋严重不足，致使板出现裂缝。（2）楼板负筋伸出支座长度一般设计师取短跨的1/4～1/3，这样实际是不安全的，楼板负筋伸出长度应该根据弯矩图确定，笼统的取一个数值是不合理的。（3）板承受线荷载时弯矩计算问题，在民用建筑中.常常在楼板上布置一些非承重隔墙故大楼板设计中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后，进行板的配筋计算。但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载附以板的总面积。另外，板上隔墙顶部处理常采用立砖斜砌砌顶紧上部分的楼、屋面板，这样会给上部的板增加了一个中间支承点，使其变为连续板，支承点上部出现了负弯矩，而在板的设计中又没考虑该部分的影响，致使板预出现裂缝。

楼板设计以及配筋这方面的技术问题，是土木工程建筑结构设计的容易忽视的，当设计方案合理后对于之后建筑物建造的过程会起到非常大的作用。

4结束语

总之，建筑结构设计是土木工程中重要的工作环节之一，不仅决定了项目工程整体质量，同时也决定了建筑结构外观。故而，设计人员在设计工作中，应先确保工程项目的安全性，尽可能延长建筑物的使用寿命。在这一前提下，尽量压缩企业的投资成本，不仅保障人们的生命安全与财产安全，同时为企业创造丰富的经济收益。

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现代物业杂志社

2020-03-20