摘要:为了保证整个工程质量和施工进度,做好土木工程结构设计至关重要,因为其设计质量直接关系到广大人民群众生命财产安全和社会秩序。本文对土木工程建筑结构设计原则进行了详细分析,并深入分析了土木工程建筑结构设计中存在的问题并提出可行性应对策略,希望能够为相关工作开展提供借鉴参考。
关键词:土木工程;结构设计;问题
前言;随着社会经济的发展,建筑业发展迅速。土木工程结构设计中存在的问题越来越多,严重制约了建筑业的健康发展。结构设计作为土木工程建设的重要组成部分,是工程建设的重要支撑,关系到工程建设的安全。如何进行土木工程结构设计已成为一项紧迫的任务。
1.土木工程建筑结构设计原则
1.1高效性
在土木工程建筑结构方案设计中,首先要确定建筑设计图标,这有利于设计方案在具体设计过程中,能够有更详细的数据资源作为有力保障,同时有效地获取整个建筑的信息,在土木工程建筑结构设计中要注意图标的有效性。在实际设计过程中,工作人员应系统分析施工过程中可能遇到的困难,然后不断优化设计方案,确保设计方案的准确性和合理性,避免预算错误。
1.2合理性
在设计初期,对建筑结构提出了相应的要求,同时要保证工程施工的安全可靠。土木工程结构设计的合理性直接关系到实际设计中的工程质量和安全性能。在设计之初,就要全面深入地分析建设项目的结构特点,充分了解建设项目的实际施工场地条件和地质特征。只有这样,才能有效地保证土木工程结构设计的科学合理,保证施工的顺利进行,进而保证人民生命财产的安全。竣工建筑完全符合相应国家质量标准的要求。在实际设计阶段,设计人员需要充分了解建筑物周围的地质环境,确保整个建设工程设计的科学合理。
1.3完整性
在土木工程建筑结构设计中,设计者需要集中思想,避免设计上的缺陷和不足。工作人员在完成相关设计时,需要对设计方案进行整体分析,特别要注意施工项目中的薄弱环节,严格按照国家标准对土建结构设计方案进行审查,有效地提高土建工程的安全性和功能性施工结构,保证土建现场施工的顺利进行。
2土木工程结构设计中的常见问题分析
结构设计是以建筑为依据对结构体系、使用材料加以确定,在具体设计环节应综合考虑构件截面尺寸、材料强度等级、必要构造措施、结构平面设计等,根据人们实际需求予以设计,确保结构框架的合理,有效满足建筑的基本功能性。当前土木工程结构设计中的常见问题主要表现为:
2.1地梁设计问题
地梁作为土木工程建设的基础,与地基之间相互连接,能很好地调节地基不均匀沉降问题;同时根据地基埋入过深的现象,对其框架柱的计算高度进行合理调节,进而影响内力分析。
2.2结构牢固性问题
结构决定着土木工程的整体牢固性,而结构设计作为工程的基础,对施工安全性具有直接影响。当前很多施工单位在土木工程结构设计工作中,对其重要性加以忽视,尤其是局部结构的牢固性设计,导致工程存在质量安全隐患。例如:若发生强烈的地震、爆炸等事故,局部结构缺乏良好的牢固性,往往影响到整个工程结构,威胁到社会大众的人身安全。
2.3概念混淆问题
在土木工程施工过程中,作业人员为减少墙体裂缝出现的几率,增强墙体牢固性,往往会配合设计构造柱与梁,但其在实际施工中能不能严谨区分构造柱与承重柱,对两者之间的概念予以混淆。
如在构造柱的相关设计中照搬承重柱的相关设计,导致构造柱的使用稳固性有所降低,一旦发生地震等事件,构造柱的稳固性差且承重能力弱,进而引发房屋结构裂缝等破坏性现象。另外,有些施工人员不愿分析承重柱的受力情况,造成截面面积狭小,继而损坏梁体和柱体。
2.4构件截面问题
截面高度过小是构件截面高度存在的主要问题,尤其是承重柱,如部分设计人员在土木结构设计中,自认为不需实施防设程序,因而设计的截面高度较小,而这需要适当加大梁柱的线刚度。同时在实际计算中未对柱的约束弯矩加以考虑,直接影响到柱顶的抗弯强度,不利于工程质量的整体提高。
3.加强土木工程结构设计的措施
3.1加强地梁设计
要想有效解决地梁设计问题,在土木工程结构设计过程中,设计人员应做到:在具体设计环节应单独列出地梁设计,科学计算其他框架结构,忽略地梁弯矩所带来的影响,然后向框架柱传递地梁的剪力,以便施工操作更为容易,提高设计的合理性。2)将地梁设计看作一层框架结构,以框架结构的计算方式为依据加以计算,对基土带来的影响忽略不计,借助框架承载柱荷载所有的压力,但这种方式的操作难度较大。
3.2科学设计内力组合
结构的内力组合是保障土木工程结构牢固性的关键,只有科学设计内力组合,才能使结构承载抗震力有所提高。通常内力组合的设计是以抗震系数设计为基础,对材料使用极为严格,如抗震材料的强度需超过一般土木建材的强度,因此在设计过程中要合理选择抗震材料。针对所选用的材料,其计算值若是以非抗震材料为对象,则需对抗震系数进行适当调整。总而言之,通过偏压柱系数、受剪力系数的合理计算,能在一定程度上加强结构的牢固性。
3.3增加结构设计理论,构建结构设计标准
设计人员实施工程结构设计工作时,必须要认真学习设计理论,及时掌握更新的设计规范和标准,对设计理论进行合理运用,并积极借鉴国外先进的设计理论,加强补充土木工程整体的安全性。此外,为提高土木工程结构的稳定性,设计单位应建立健全相关的技术标准,构建系统的审核维护机制,从专业层面分析工程结构设计,通过科学的管理方法来规范施工,对工程结构设计进行监督管理。当然设计人员应积极开发结构设计新技术,为结构设计的整体框架提供技术支持;同时在设计中要认真听取各方意见,集多家之优,保证工程结构设计的科学性、先进性、合理性。
3.4严格控制构件截面的高度和尺寸
针对构件截面高度问题,设计人员在具体设计环节,必须要严格遵循相应的设计标准,不能只贪图设计与施工的省力省时而忽略结构设计的安全性。除此之外,在土木工程结构设计过程中,应该严格控制构件的截面尺寸,尤其是板、梁、柱的尺寸,具体要做到:(1)控制板的尺寸时,需要对板内铺设管线受板裂缝挠度和宽度限制的影响进行综合考虑;(2)控制梁的尺寸时,需要将柱距作为标杆,若柱距相同,则表明中跨梁和边跨梁等的截面尺寸相同;(3)控制柱的尺寸时,需要认真估算柱截面尺寸,然后估算整个结构的活荷载、恒荷载的标准值,最后估算柱轴力的设计值。
3.5加强建筑施工各单位之间的交流
为确保施工单位在具体工作过程中能充分掌握设计人员的建筑要求,在土建结构方案设计的前期阶段,设计人员应与工程建设的投资方和施工方充分沟通,帮助他们更好地了解设计的需要,也帮助设计人员更客观、立体地了解建筑环境的硬要求,才能有效地提高效果,土建结构设计方案的全面性和实用可操作性。
结束语:
综上所述,结构设计作为土木工程项目中的重要组成部分,在工程施工与后期投入使用的质量及安全上发挥着关键性的作用,然而在具体设计过程中还存在诸多问题,如地梁设计、结构牢固性、概念混淆、构件截面等问题,严重影响到土木结构设计工作的顺利开展。鉴于此,设计单位和设计人员必须要立足实际,加强地梁设计,科学设计内力组合,增加结构设计理论,构建结构设计标准,严格控制构件截面的高度和尺寸,从而保障结构设计的标准性、合理性、安全性,使土木结构设计达到规定的标准,进一步推动土木工程事业的持续稳健发展