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土木工程建筑结构中存在的问题及对策刘许厚

发表时间：2020/11/30 来源：《基层建设》2020年第22期作者：刘许厚

[导读] 摘要：在土木工程的建设中，其建筑结构的设计直接关系着整体项目的稳定性和安全性。

        东莞市东城建筑规划设计院
        摘要：在土木工程的建设中，其建筑结构的设计直接关系着整体项目的稳定性和安全性。一个优质的建筑结构设计方案，能够有效的保证土木工程整体项目施工的有序前行，并能很好的保证施工进度和施工质量，规避了众多因结构设计不合理造成的质量问题，保证了土木工程行业的发展和前行。本文就针对土木工程建筑结构设计存在的问题进行分析，并提出一些具体对策
        关键词：建筑；结构设计；问题；对策
        引言
        土木工程建筑结构的质量好坏将直接影响土木工程的最终施工效果，对工程的稳定性有着极大的影响。很多工程事故都是由于工程建筑结构设计的不合理而发生的。因此土木工程建筑结构是否设计合理成为衡量土木工程能顺利竣工的重要指标之一。施工单位应密切注重有效的土木工程建筑结构，研究有效的施工方案，避免因建筑结构设计不到位而产生某些安全问题，确保整个工程的顺利进行，最终提高土木工程建筑的实用性及稳定性，进而促进土木工程的良性发展，并为居民提供更加安全的居住环境。
        一、目前建筑结构设计中常见的问题
        1.结构方案布置不合理
        在建筑结构设计时，由于结构布置基本是根据建筑平面来布置方案，而因为现在经济的发展，生活水平的提高，对建筑的要求也越来越高，导致建筑的平面及竖向越来越不规则，通常就会出现某些构件、部位安全储备偏大、建筑整体结构不安全的问题。设计者在结构方案布置时不了解相应的标明的设计规范，结构抗震理念了解不深刻，相关规则不重视，导致部分建筑越来越不规则、抗震性能差。有以下方面：①建成后建筑规则性差，表面形状不平整；②高层建筑楼层错层。高层建筑中错层比较严重的话，会影响楼板连续性，导致楼层抗震效果变差；③高层建筑结构中采用的复杂结构多余，比如错层结构、带转换层结构和多塔楼结构这些都是复杂结构，高层建筑采用复杂结构不符合设计规范，带来的设计抗震性能也不良；④部分高层建筑的薄弱处设计时，没有有效的抗震措施保护。
        2.结构设计牢固性不足
        对于建筑工程来说，土木工程结构承担着核心的作用，所以其牢固性将直接决定了建筑整体的牢固性，也就直接决定了建筑的安全性。就当前很多建筑工程的实际情况来看，土木工程结构的牢固性是较为常见的问题，特别是存在着一些局部牢固度不足的问题。这种情况尽管暂时不会对建筑整体结构造成影响，但是如果遭遇地震、火灾或爆炸等，就有可能引发非常严重的后果，特别是局部牢固度不足问题会导致事故严重考验建筑的延性和冗余度。导致牢固性不足的原因也有很多，比如在结构设计的时候，对地质承载力没有展开有效的分析，或设计论证不够全面，这样设计出的结构，在遭遇外力冲击时可能会发生坍塌、损毁，从而让住户的生命财产安全无法得到有效保障。
        3.结构缝设置不合理
        我国大部分建筑都存在建筑超长的问题，而物体都有热胀冷缩的现象，因此必须建设伸缩缝。在一些建筑中人们使用了后浇带替代，但是这种情况是不合理的。因为后浇带不能随着温度变化而变化，一旦温度发生变化，根本起不到伸缩缝的作用。部分建筑由于设计等原因不能够设置伸缩缝的，除了用后浇带替代之外，还要减少温度对整体结构的影响，比如在建筑表面和顶层加设保温设施等。
        4.结构耐久安全性不足
        在土木工程建筑结构的设计过程中，在耐久度分析和考量的过程中设计者往往集中关注于结构受各种载荷作用的强度要求，而忽视了环境因素对于耐久度的影响，比如气候因素、地下水侵蚀、土壤结构、大气侵蚀等等往往直接被忽略，这也使得土木工程结构只是满足理想状态下的耐久性要求，但是随着建筑投入使用以后，耐久性会迅速下降。比如，很多土木工程事故，就是因为钢筋锈蚀、混凝土腐蚀等等，而造成锈蚀、腐蚀的就是空气、湿度等原因。对于耐久安全性考虑不足，也让建筑结构的寿命受到了严重的影响。这一问题很多时候不仅设计单位有所忽视，甚至连建筑使用者都没有给予高度重视。
        5.结构设计没有充分考虑环境因素
        对于土木工程建筑结构来说，在设计过程中不但要充分考虑建筑本身的功能、重要性及使用年限要求，还必须要充分考虑到施工环境。比如要了解建筑所处区域的温度、湿度、酸碱度、地下水位等等，只有将这些信息纳入土木结构设计中，才能够让结构的合理性得到更有效的保障。然而很多土木工程结构设计的时候，并没有对施工环境展开全面考察，也没有根据实际情况对结构予以调整，所以造成一定的安全隐患。
        二、加强土木工程建筑结构设计对策
        1.合理优化建筑主体结构设计
        建筑的主体结构是支撑建筑承载力，保证建筑稳定性和安全性的基础和关键所在。

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所以需要对主体结构设计进行进一步优化，具体可从下述几方面入手：
        1.1剪力墙的优化设计
        剪力墙直接影响着房屋结构的稳定性和安全性，只有保证剪力墙的安全稳固，才能够确保建筑类人员的安全。在优化剪力墙设计时，尤其需要强化对暗柱部分的设计，根据具体建筑结构合理设计暗柱，为剪力墙结构提供有效承载，有效保证剪力墙结构的承载力和稳定性。
        1.2砌体结构的优化设计
        砌体结构在建筑中起着承载负荷、抵抗侧向位移的重要作用，所以在具体设计时，需要保证其外形的规则，对于抗侧力构件需要均匀对称的进行布设，沿竖直方向合理调整侧向刚度。此外还需要对门窗尺寸进行合理设置，避免其影响建筑结构的稳定性。
        1.3基础结构的优化设计
        地基基础结构直接决定着建筑在投入使用后的安全稳固性，所以必须对基础设计进行全方位优化，综合考虑各方面影响因素，比如水文地质情况、建筑承载力要求等等，以此为基础来进行基础埋深的计算和地基基础选型的确定，确保所设计地基基础结构的稳固性和承载力能够达到既定工程要求和技术标准。
        2.优化建筑抗震设计
        在当下房屋建筑结构设计中，抗震设计直接关系着房屋建筑的安全性和稳固性，所以在优化结构抗震设计时，更需要全面即遵循既定设计流程，做好地质基础勘测，保证建筑高宽比的合理科学。在具体设计时，需要围绕提高建筑抗测力构件性能的原则，多采用钢筋混凝土框架结构来完成对各抗震结构的设置，比如采用钢筋混凝土柱作为框架柱，由于其轴压较低，所以更能够满足建筑结构设计要求。其次，在设计时需要综合考虑各方面因素的影响，比如结构高度、构件的承载力等等。既需要确保房屋建筑结构中各部分构件的受力均匀，还需要结合具体工程情况、地质条件等，对结构设计进行进一步优化，以此来进一步促进结构抗震能力的提升。此外，需要详细细致分析房屋建筑中结构的传力途径和作用方式，然后选择相应的设计方法来降低地震来临时建筑所受到的外界作用力，从而提高建筑结构在地震中的稳定性。
        3.平面设计的优化
        建筑平面设计需要综合考虑建筑的功能要求和限额设计指标，科学合理的进行平面布置的选择和优化，在具体设计工作中，需要先确定相应的平面方案，比如房屋建筑的结构形式、平面布局等等。其次，要结合建筑具体功能要求及工程实际情况，围绕整体房屋建筑结构，来开展针对性的优化设计，做好各单个房间和平面组合的合理设计，保证房屋建筑结构功能性的实现。
        4.结构的细部和局部优化
        除了要做好对房屋建筑结构的整体优化设计外，还需要结合结构细部和局部来进行进一步的优化设计。比如在异形板划分时，需要做好对矩形板的合理划分，提高其受力均匀性，避免拐角处产生裂缝。同时对于底部框架抗震墙，由于为了保证建筑结构承载力，所以箍筋配箍量相对较多，此时就可以利用钢筋，来减少和降低箍筋直径和用量，并且还有助于降低成本支出，加快工程进度和提高工程质量。此外，对于结构柱，则可以通过提高施工所用混凝土强度来减少结构柱尺寸，这样既能够满足相关受力标准，并且还有助于减少混凝土用量。
        5.给排水结构的优化设计
        给排水结构设计同样也是房屋建筑结构设计中的重点之一，对其进行相关优化设计。在建筑中给排水设施的区域设置了大量机械设备，所以对于建筑楼层结构的承载力有着较高要求，所以，尽可能将大型给排水设备机房设置在地下室。
        同时给排水机房中还会设置大量管道，因此在具体设计时，人员需要做好对管道预留孔的设置和加固。比如需要穿过承重墙的管道，则需要评估穿孔是否会影响承重墙的承载性和结构稳定性，并采取切实有效的加固处理，避免影响建筑结构的安全性。同时为了便于管道施工，在设计管线时需要尽可能绕过建筑内的各种支撑柱。此外，还需要利BIM软件来完成碰撞检测，以此来进一步保证给排水管线设计的合理科学。
        结语
        在土木工程建筑结构设计过程中，应不断优化当前建筑结构设计，通过制定科学的建筑结构安全标准、有效加强建筑结构的牢固性、充分考虑建筑结构的施工环境以及重视建筑结构后期的维修及养护等方法，有效解决当前土木工程建筑结构中存在的不足，加大土木工程建筑结构的合理性及科学性，并延长建筑结构的使用年限，确保土木工程建筑项目可以更加顺利的开展
        参考文献：
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        [3]王志文.探析土木工程建筑结构设计中的问题[J].居舍，2020（12）：76.
        [4]钟毅.土木工程结构施工安全的问题研究[J].住宅与房地产，2020（03）：206.