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浅谈土木工程建筑结构设计中的问题与对策

发表时间：2021/5/6 来源：《中国科技信息》2021年6月作者：张晓锋

[导读] 土木工程项目建设中结构设计优化的重要性已经众所周知，要通过对结构整体结构方案优化和对细节的处理来提升土木工程建设的科学性，为建筑工程项目使用实用性与安全性提升创造基础条件。

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摘要：土木工程项目建设中结构设计优化的重要性已经众所周知，要通过对结构整体结构方案优化和对细节的处理来提升土木工程建设的科学性，为建筑工程项目使用实用性与安全性提升创造基础条件。
关键词：土木工程；建筑结构；设计；问题；对策
        1土木工程建筑结构设计概述
        土木工程建筑结构设计主要包括方案设计和施工图设计两部分。首先是对于建筑结构方案设计时要注意根据工程地质勘察报告和建筑场地类别以及建筑物高度和结构进行合理规划设计。在设计过程中要考虑到建筑物的重要性和建筑所在地的抗震等级。其次，对于施工图的设计主要是按照确定的构建截面和荷载值计算土木工程的内力。然后根据内力对于建筑结构加以精细化设计。而且要注意最后的复核，如果一旦出现不满足构建需求，需要重新规划计算。
        2土木工程建筑结构设计的重要性
        2.1关乎施工单位的技术水平
        土木工程建筑结构设计合理可以体现一个施工单位的技术水平。如果土木工程建筑结构设计过程中出现相关与地质情况的错误，如在工程选址中没有深入勘测地形。那么在建筑构建过程中会出现地基不牢固的现象，很难及时进行补救。甚至在建筑建成以后受地震波动影响，整个建筑发生塌陷现象。通过施工单位的钎探，找出相关地质的薄弱位置并进行土方置换，加强地质的稳定性，这样就可以体现出该施工单位的技术水平，杜绝安全隐患的发生。
        2.2体现建筑质量与安全的关键
        合理的土木工程建筑结构设计可以为建筑的质量与安全提供强有力的保障。建筑工程质量控制是决定土木工程建设成败的一个大的要素，在设计建筑结构时要精细化承重柱的受力面积。设计人员要细心的计算地基参数保证建筑的质量与安全。如果设计的方案不合理，那么就加长了施工单位的图纸会审和二次优化设计的时间，加长工程的工期，为在计划工期内保证完工，施工单位会采取制度加快施工，会造成成本的增加和质量的不确定，土木工程建筑结构设计是体现建筑质量与安全的关键。
        2.3关乎人们的生命安全
        土木工程事业的发展能够不断促进国家基础事业的发展，细节化的建筑结构设计能够为人们的生命安全提供保障。如果没有完善合理细节化的设计，很可能就将承重柱作为构造柱使用，这样承载柱与梁结合，却没有构造柱的设置基础。在发生地震后，这些结构就无法抵抗重力，结构容易裂缝，甚至出现坍塌现象，威胁人们的生命安全。所以，为了给人们生命安全提供保障，减少不必要的财产损失，认真仔细的设计土木工程建筑结构是十分重要的。
        3土木工程项目结构设计工作中的主要问题
        3.1建筑结构设计整体把控有待提升
        当前土木工程建设工作中，由于对功能性与安全性要求越来越高，加上结构越来越复杂，结构设计的要求也就越来越高。但是当前很多工程结构设计工作都存在一个重要问题就是结构方案对于整体结构方案的设计不够重视，未进行方案阶段的概念设计，这样就会导致结构在整体性上存在缺陷，很多结构组成部分之间存在平面连接薄弱、竖向刚度突变等情况，导致建筑结构在抗震中存在安全隐患。
        3.2很多设计细节未得到科学处理
        在土木工程建设中，结构设计不仅对整体协调性的要求高，对于细节处理的要求也非常高，设计中必须对一些关键细节给予重视。因为如果细节处理不好就很容易在一些关键点上出现问题，进而降低结构承载能力，引起结构局部破坏，进而导致建筑结构整体出现破坏，细节问题处理不好已经成为当前建筑结构设计当中的常见隐患之一，砼结构大样中的悬挑结构钢筋锚固不足，未进行倾覆验算；钢结构支座结点计算采用钢接，而图纸为铰接；后置预埋件未进行后锚固设计；加固设计不考虑与原有结构连接的可靠性等，这些细节问题常会成为被忽视的设计细节，如果对这些细节不够重视导致局部留下安全隐患，同时还有可能导致建筑结构与其他相连结构之间存在连续破坏，进而影响建筑整体安全问题。

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        3.3设计计算不严谨
        土木工程建筑是一项工程量巨大的、结构复杂的工程项目，土木工程建筑结构也就具有较高的复杂性。在设计工作中应做好力学荷载方面的数值计算，才能确保设计中各结构因素全面考虑，而为建筑结构总体稳定性提供保障，结构设计中的计算步骤较多且很多节点的设计计算过程都需要以多种因素综合考量为基础，设计中必须综合计算才能保证设计无偏差，如果计算不严谨就会导致很多建筑结构上出现实际受力与计算不相符，整体结构的力学平衡就无从达到。这对于建筑来讲是非常危险的，如大开洞未考虑楼板变形采用刚性板计算假定，
坡屋面计算采用平屋面，反梁计算时采用 T 形截面等问题。
        4针对土木工程建筑结构设计工作中主要问题进行解决的策略
        4.1对设计目标进行明确
        为了确保建筑结构设计的总体科学性，明确设计目标，了解设计原则是必不可少的。开展设计工作之前必须对工程项目的具体需求进行全面了解与分析，尤其是建筑结构所需承载的各项力学状态，只有对其进行全方位分析才能降低后期隐患出现的概率，在设计开展前要对结构适用性需求进行了解，并要确保结构总体布置科学合理，设计能够与后续其他结构、功能性系统设计相互融合，这样才能保证建筑工程总体安全性。建筑结构设计还应对结构耐久性是否足够，安全性是否达标进行研究，要保证结构设计能够在以后长期运行中为建筑项目提供支撑保障，降低各种结构不稳定隐患的影响。
        4.2确保工程结构整体协调
        在土木工程建筑结构设计过程中，还需要保障其相应结构具备理想的整体协调效果，有效提升后续建筑结构的适用性能，避免自身存在一些矛盾和相互冲突，尤其是对于后续应用过程中可能涉及的暖通系统、给排水系统以及采光系统等，都需要进行协调处理，保障土木工程建筑结构具备理想的满足效果。这也就需要相应设计人员较好了解各个方面的影响因素和可利用条件，促使其能够在后续具体土木工程建筑结构设计中有所体现，如此也就能够最终提升其整体设计效果，促使其具备一定的预见性，对于后续其他系统的设计以及施工建设形成理想的基础条件，尤其是要避免可能存在的各个方面不当处理，将土木工程建筑结构设计工作提升优化。
        4.3注重方案阶段的概念设计
        工程师在确定结构方案中，要根据建筑方案，对结构的平面布置、竖向布置作宏观的把控，对可能出现的薄弱处做出预判，刚心与质心尽可能相近，避免过大的扭转效应，避免弱连接产生应力集中。对于重要部位、受力复杂部位要采用不同软件不同计算模型科学分析，
进行性能化设计。
        4.4设计工作中应积极提升细节的科学性
        对于土木工程建筑结构设计工作的落实，为了提升其后续应用效果，还需要重点把握好各个核心细节的处理，促使这些细节能够具备理想的协调性和合理性，避免形成较大的缺陷。在细节的优化处理中，一些关键节点的把握是必不可少的，除了要促使其体现出较强的协调性和预见性，保障后续各个其他相关系统的有效安装处理之外，还需要确保其规范性较为可靠，详细了解国家相关规范要求，如此也就能够较好降低可能形成的细节处理矛盾。在建筑结构设计工作中细节处理的水平要求较高，且很多细节处理还存在较大难度，这就要求设计者要积极提升自身专业水平，对设计规范以及基础原理必须深入理解。对于一些复杂的结点可以进行有限元分析，必要时采用实际模型进行试验验证。
        结束语
        土木工程在近几年发展的速度增快，同时也加快了城市化的进程。其建筑结构的设计关乎着施工单位的技术水平，甚至关乎着人们的生命安全。虽然土木工程发展推动了国家经济的发展，但是在实际的工程实施中，由于选址不正确，制定方案不合理等一系列问题，使建筑结构缺乏稳定性，增加了安全风险。所以，及时发现问题并予以解决，给人们生命安全给予一份保障。
参考文献
[1]赵亚莉，宋春草.土木工程建筑结构设计中的问题与策略分析[J].建材与装饰，2018（48）：59-60.
[2]李运超.基于土木工程建筑结构设计的优化分析[J].建材与装饰，2018（40）：61-62.
[3]蓝丽江.土木工程结构设计中的抗震研究[J].四川水泥，2018（03）：85.