关于土木工程结构设计中存在的问题及对策

冯浩

【摘要】土木建筑工程结构方面的设计是整个建筑过程中最重要的环节，它在一定程度上决定了建筑水平的高低，还能影响人民群众的生命财产的安全，甚至整个国家基础事业的发展，本文就对土木工程結构设计中存在的问题进行了分析，并提出了设计的一些对策，以期提高土建工程结构的安全性与耐久性，从而使之更好地适应我国现代化建设的需求。

【关键词】土木工程；结构设计；问题；对策

引言：

土木工程中的事故会给国家造成巨大的经济浪费，而近几年在土木工程建设设中，事故频发，给人民的生命财产造成了巨大损失。所以土木工程结构的设计目标首先是要保证建筑主体可满足使用要求，并符合安全性需求。随着经济的发展，建筑的经济性逐渐在土木工程中占据了中心位置，所以平衡工程质量和经济要求之间的关系进行设计，是市场经济环境下对建筑结构设计的必然要求。但由于设计者怕担责任，设计过于保守，在设计的过程中，不能对工程的安全性和经济性进行兼顾，从而给国家造成巨大浪费，因此不断发现土木工程结构设计中存在的问题，并针对之这些问题提出有效措施是当前土木建设施工中的重要课题。

1.土木工程结构设计中存在的问题

1.1土木工程建筑结构基础设计中寻在的问题

1.1.1承重柱截面高度设计过小。

在很多的建筑物中对于抗震烈度的要求在六度的时候，很多的建筑结构设计人员认为六度没有必要进行防护措施，这样更加利于受力分析。但是没有防护的结果会导致承重柱的截面较小，在外界强加外力的作用下，会使柱与梁之间产生断裂的现象，这样就会对建筑施工造成严重的安全隐患，降低了建筑的耐久度，一旦有强烈的地面运动就可能会发生倒塌的事故，轻则建筑歪斜，重则人员的伤亡。

1.1.2砖混结构中建筑工程构造柱与承重柱混淆不清。

土木工程砖混结构建筑的构造柱和梁配合设计，可以对防止墙体裂缝产生的良好效果，是提高房屋建筑抗震水平的重要举措。实际上，设计人员混淆了构造柱和承重柱的概念，将承重柱的设计方法直接套用到构造柱设计当中，没有为构造柱设置基础。如构造柱与承重柱混淆使用会降低墙体的约束作用，一旦有地震发生，构造柱的强度不及承重柱就会使其中的薄弱环节遭到破坏，最终导致建筑的坍塌。在建筑的过程中构造柱一般不另设基础，这就会造成承重能力比较薄弱，当构造柱当做承重柱使用的时候，较大的负荷就会使支撑的部分发生裂缝，所以在设计的过程中设计人员一定要正确区分构造柱与承重柱，根据自身的特点在适当的地方使用，避免错误使用带来的安全隐患。

1.2结构设计牢固性差

土木工程的结构是否牢固直接关系到工程的安全性水平。目前，土木工程的牢固性问题已成为工程结构常见的质量隐患。尽管局部结构的损坏不会破坏整体结构，但一旦发生地震、火灾或者爆炸事故，将是对结构的延性设计、冗余度设计的极大考验。譬如地基结构设计没有考虑到地质承载能力等情况，对于设计的论证不足，自然难以保证外力破坏下工程结构的安然无恙。目前我国很多土木工程在结构设计上很不完善，给土木工程建筑物的坍塌、损坏等重大伤亡事故埋下了伏笔。如汶川地震时，房屋的大范围倒塌。这也从侧面说明了结构牢固性的重要性。

1.3忽略环境影响因素

土木工程设计除了需要考虑安全性和耐久性问题，还需要综合温度、湿度、水土酸碱度、化学腐蚀等环境因素，但在实际的设计工作中，环境是经常被忽略的因素，而这些因素对混凝土和钢筋又具有很大的负面影响。既不利于工程结构的耐久性和安全性的保持，也存在很大的安全隐患。

2.应对土木工程结构设计问题的对策

2.1土木工程建筑结构基础设计的对策及建议

当前建筑结构基础设计主要的依据就是根据力学以及弹性力学进行理论判定的，在实际的应用当中能够产生良好的效果，随着钢筋混凝土的不断使用，传统的结构设计就不能满足施工的要求，这就要求不断提升基础结构设计，避免建筑施工后发生沉降的现象。在建筑行业快速发展的今天，与建筑有关的材料行业的得到了迅猛的发展，在经历多次试验终于研制出新型的材料，具有很高的安全、可靠性。建筑材料的质量直接关系到了施工后建筑结构的性能。在目前的建筑行业中必须要依赖于高科技电子产品以及绘图的软件等，有精准的施工图才能够保证建筑施工按照标准进行，同时要不断提升建筑中的信息化技能，能够在建筑施工中有效的设计程序、科学的管理施工材料，对于施工的工程预算以及进度都能够很好的把握，还能够及时的调节混凝土制作过程中的温度、水量等。在建筑施工前能够对地基进行勘测与工程测量，通过先进的GPS以及计算机技术进行测量、核算和设计，在以后的高层建筑施工中要不断发展计算机辅助施工（CAC）技术以及管理信息系统MIS技术，逐渐完善我国高层建筑施工的体系和管理制度，在施工中能够确保建筑的质量，降低企业的经济投入。

2.2结构设计方案的确定

结构设计方案的内容包括框架结构选择、基础布置、结构措施等，具体方案内容如下：（1）框架结构由梁、柱构件组成，构件之间由节点进行连接，以承受竖向荷载和水平荷载的能力。如果是多层建筑，还要考虑水平风荷载的因素。（2）基础布置需要考虑工程现场的地质条件、水文条件、施工条件等。如果层数比较少，意味着上部结构荷载力不大，可选择独立基础的结构模式。如果层数比较多，则要采用综合基础的结构模式；（3）结构措施要根据土木工程的抗震设计规范要求，通过地震作用的计算，采取必要的抗震措施。譬如在同一个标高位置上，埋设同一结构单位的基础。

2.3板设计和配筋

板设计和配筋的结构设计，要分析板长边和短边的长度。如果长度差距小于2，则适合采用双向板计算的方式设计；如果两者的长度差距大于2而小于3，则适合沿着短边的受力单向板进行计算，并将足够的构造钢筋布置在长边位置。根据工程结构板的具体大小，可按照弹性的方法计算。对于连续双向板跨中的最大弯矩计算，要求根据荷载分布的具体情况，对满布荷载进行分解和间隔进行布置。通常是在支承中间柱的位置上固定格板，然后根据实际的支承情况，求得各个区域格板的弯矩。

2.4构件截面尺寸的确定

土木工程需要严格控制截面尺寸的构件，其主要有柱尺寸、梁尺寸、板尺寸三种，具体确定方法如下：（1）柱尺寸。土木工程的结构主体柱截面一般都相同，因此可以估算中柱的截面尺寸，然后估算出整个结构恒荷载的标准值、活荷载标准值，混凝土轴心抗压强度的设计值和柱轴力的设计值等；（2）梁尺寸。以柱距为标杆。如果柱距相同，则表示边跨梁、中跨梁、边柱联系梁、中柱联系梁等的截面尺寸一致；（3）板尺寸。需要考虑限制板的挠度、裂缝宽度等因素对铺设在板内管线的影响。

3.结语

总而言之，当前我国正处于快速发展的时期，要想获得施工质量的保证，要想得到工程设计的安全，土木建筑工程结构方面的设计是重中之重，它是整个建筑过程中最重要的环节，不仅关系着建筑水平的高低，还关系着人们生命财产的安全和国家基础事业的发展。土木建筑工程结构的安全设计事关重大，关系着工程的质量和使用寿命，因此要加强设计的重视，保证工程的施工质量。虽然在我国建筑工程的施工技术得到了很大的提升，但是由于我国在建筑的施工理论和技术上还存在很多问题，所以要引进国外先进的施工技术和理论，并结合我国建筑的实践经验，制定出高标准的建筑施工技术准则，同时采取科学的管理制度，定能推动我国建筑行业快速、稳定的发展。

参考文献：

[1]胡可.浅谈土木工程中钢筋混凝土结构设计的相关问题[J].大科技，2012（01）.

[2]杨伟；高层建筑框架结构设计中应注意的几个问题[J]；广东科技；2011.