《土木工程建筑结构设计优化探析 》

发表时间:2020/7/15   来源:《建筑实践》2020年2月6期   作者:张丛
[导读] 随着中国的城市化进程不断加快,土木工程也在稳步的发展

         摘要:随着中国的城市化进程不断加快,土木工程也在稳步的发展,而工程的质量直接影响着居民的生命财产安全,受到社会各界的广泛关注。所以工程参建单位要加强对建筑结构设计的关注度,积极采取新的结构设计技术,并加大对现场施工的管理和监督,保证项目施工的顺利进行,最终全面提升工程建筑结构设计的质量,延长建筑物的使用寿命。
         关键词:土木工程 ;结构设计 ;问题 ;对策
   引言
         现阶段来看,人们对于建筑有了更高的要求,包括建筑的规模、功能、内部设备以及外观等多个方面,在要求质量的同时,还要保证经济效益上的稳定,这对于土木建筑工程来说有着一定的难度。在科学技术以及全球一体化的发展情况下,已经有一些新型施工工艺以及材料应用到建筑工程中,并且起到了一定的作用,与过去的土木建筑相比,现阶段的建筑工程已经逐渐向智能化与自动化发展,许多机械设备的应用,大幅度的提高了施工的工作效率,降低成本上的投入,解决施工过程中的难题,但是与此同时,建筑市场的竞争也在逐步提高,在这种环境背景下,人们对于建筑有了新的要求,包括质量、功能和外观等多个方面,这就需要相关人员做好施工前的勘测以及设计,尤其是对于结构设计来说,如何满足消费者的需求,找到过程中存在的问题,并且做好优化设计是现阶段工作人员的主要研究方向。
         1.土木工程结构设计在中存在的问题
         1.1构造柱和承重柱的问题
         在土木工程的建设过程中,要想提升高层建筑的抗震性能,就需要对梁、柱的结构进行科学全面的结构设计,以此来避免裂缝的出现,保证工程的整体质量。在实际工程设计当中,一些设计人员对承重柱和构造柱的定义不甚清晰,一旦发生地震等震动较大的现象,极易出现结构裂缝,严重的还会造成建筑倒塌,此外,由于截面积减小,在受到外力影响时很容易出现柱梁开裂,最终缩减建筑寿命。
         1.2建筑物沉降问题
         导致建筑物容易出现沉降的原因有两个,一是地质原因,二是结构原因。地质条件是引发建筑物地基下沉的主要原因,随着我国社会经济的快速发展,建筑物的规模也在不断的增大,同样的建筑工程可能会处在不同的地质环境中,而出现不同程度的地基沉降,最终导致建筑物变得更加不稳定。结构原因则是建筑物自身工程规模扩大而导致建筑物的重量不断增大,使得建筑物各个位置的受重不均匀,最终当建筑物地基出现不均匀的下沉,严重影响到整个建筑工程的质量。
         1.3不良的结构抗震性能
         土木工程建筑的三大基本要求是安全性、 适用性、 耐久性, 可见结构的安全性是建筑的首要问题, 一般安全性反应在结构设计中分为三个方面, 一是建筑在正常使用中能承受自重和附加恒活荷载附加风荷载, 二是建筑在地震发生时不仅载 能承受自重和附加恒活荷载附加风荷载( 60m 以上建筑考虑风荷载组合 ) 还要承担地震作用在建筑中产生的惯性力, 三是在具有人防功能的建筑中能承受附加人防荷载的安全 。 我国修订新的抗震设计规范, 要求几乎所有地区都要进行抗震设计, 结构的抗震性能也成为我们面对的头等问题 。 目前很多建筑在设计阶段为了追求新颖过分强调立面效果而忽视结构形体的规则性, 有些其实是不必要的 。 又由于各种结构计算软件的普及应用, 造成我们很多结构设计人员成为所谓的 的 “ 软件高手 ”, 然不知三分计算, 七分概念构造 。 更由于在设计中国家相关施工图集、 标准的使用混乱, 殊不知这些图集标准是结构抗震性能很大程度的体现。


         2. 土木工程建筑结构设计的优化措施
         2.1 地基结构设计中的优化
         在土木建筑的地基设计过程中,设计部门的工作人员需要对现场进行实地勘测,根据相应的地质报告以及工程的主要信息,来确定在施工过程中建筑物的自重以及外界施加的压力,从而确定它的荷载范围,由专业的工作人员进行底面积的测绘以及计算,保证地基设计过程中的稳定性,避免由于外界压力导致沉降不均匀的现象发生。其次,还应该考虑在设计过程中的施工技术以及材料,以具体的工程为准,选择合适的地基处理技术,通常来说包括独立地基、浅地基以及深地基和桩基等,在材料的选择中,也要保证材料的强度等级,确定它的主要性能,保证在施工过程中的质量问题,对可能用到的钢筋进行计算,从地基的内部预应力进行考虑。另外,在地基压实的设计工作中,尽可能保证材料上的稳定性,避免选择类似于软土性能的材料,避免材料自身存在压缩或者膨胀的现象,注意结构上的紧密性。
         2.2抗震设计中的优化
         在土木建筑的抗震结构设计过程中,应该注意设计过程中计算数据的准确性,保证承重柱中横截面积达到一定的标准,在施工之前要进行预应力方面的测验,保证它可以承受住一定范围的外界作用力。其次,在设计过程中,要保证支柱、剪力墙以及横梁之间达到了一定的平衡,在设计过程中避免刚度太强,要具有一定的变性能力,可以根据外力作用来调节自身的承受能力,对剪力墙进行有效的保护,提高建筑本身的抗震能力。另外,还应该对照国家标准规定的抗震等级进行设计,在实际的设计过程中,由于工程环境以及外力的影响,通常来说,抗震等级都会比规定的标准高一点,为了保证建筑在作用力下也能保持相应的延展性和承载能力,这就要求设计师在设计过程中需要注意钢筋中的结构配比以及和混凝土之间形成的作用力,从而保证对抗震安全的有效性。
         2.3完善土木工程的项目管理
         为了充分保证土木工程施工的安全性能和实际性能,有必要在工程决策阶段土建工程施工规模进行有效的验证。我国有关标准规定,在进行土木工程结构设计的过程中,必须根据所需土建工程的规模、类型和实际要求,明确建筑标准和工程等级确保实际施工过程中,其各项设计参数均能很好地适应国家的相关要求和安全指标,同时可确保土建工程的设计结果得到切实执行。
         2.4加强对土木工程设计招标的进一步管理
         部分施工单位在施工过程中存在这偷工减料的行为,这不仅影响了施工建筑的质量,而且对施工单位的声誉带来一定的负面影响,因此一定要杜绝这一现象的发生。首先在土木工程设计招标的过程中对所有招标单位的资料进行详细的分析;其次,选择施工单位一定要保证结构设计的质量,以及后期施工的可行性;最后通过加强土木工程设计招标的严谨性可以有效的调动施工单位施工的积极性,从而在一定的程度上保证了建筑施工质量。
         2.5增加结构的耐久性
         耐久性分为自耐久和防护耐久 。 自耐久反映在组成混凝土的各个材料中, 首先根据外部环境确定混凝土的抗渗 、 抗冻 、 防腐蚀等参数, 然后选择合理的水泥品种 、 水灰比 、 砂石量和外加剂, 并根据外部环境确定钢筋的保护层, 这些构成构件的自耐久 。 防护耐久是在构件表面选择合适的附加保护层使构件与外部环境隔离从而增加自身耐久性 。 一般为保证构件的耐久性设计中二者兼用。
         结语:
         综上所述,随着人们生活水平的不断提高,对建筑物的要求也有了更高的要求,土木建筑行业需要进行不断的创新和改进,而作为土木工程最为关键的环节之一,建筑结构设计需要发挥其重要的作用。本文通过对土木工程建筑结构设计过程中存在的问题进行分析,然后针对性的提出一些解决的对策,以期有效的提高土木工程的施工效率,并保证施工建筑的质量。
         参考文献:
         [1]吴浩.土木工程建筑结构设计中的问题与解决路径探究[J].绿色环保建材,2020(01):112+114.
         [2]朱裕峰.土木工程建筑结构设计的问题与解决方法探究[J].居舍,2019(24):125.
         [3]谢其江.土木工程建筑结构设计中存在的问题和解决对策[J].住宅与房地产,2018(07):99.
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