土木工程中结构设计存在的问题及对策

文/张延军 贵州省建筑设计研究院有限责任公司 贵州贵阳 550000

1、土木工程结构设计概述

所谓的土木工程主要就是指运用一些设备等进行的勘察、设计以及施工等活动，或者是直接为人们提供各种生活、生产等的设施建设，比如：房屋、桥梁、铁路、公路等工程。科学技术的日新月异，推动了建筑行业的迅速发展，高层建筑也大量的不断涌现，对技术的要求也逐渐提升。土木工程的结构设计是工程施工之前的准备工作，如果工程结构设计的不合理将会影响施工的顺利开展，甚至会出现严重的安全事故，威胁到施工人员的人身安全，最终影响工程的整体质量。由于土木工程是国家的基础事业，将直接关系到国家的整体发展，所以，做好对土木工程结构设计的工作是十分重要的。就目前而言，建筑行业对施工的质量以及安全管理越来越严格，所以，要想确保工程的整体质量以及安全，就必须加大对土木工程结构设计的重视。

2、土木工程中结构设计中常出现的问题

2.1 牢靠性设计不强

牢靠性在土木工程结构设计中是基本的原则和基础，能够保障建筑工程的安全可靠性，当前我国的土木工程结构设计中的牢靠性标准不是十分的完善和健全，这就使土木工程结构设计的整体安全性受到了很大的影响。建筑工程的牢靠性就是指建筑在被外力冲击的作用下发生部分损坏时，不会由于建筑物的一部分发生损坏而使整个建筑物受到损坏或发生倒塌的现象。

2.2 承重柱及构造柱的区别问题

在建筑工程的结构设计过程中，通常会出现构造柱和承重柱区分不明确的现象。其实构造柱和承重柱完全是不同功能和不同概念的两种结构部件。一旦把二者混淆，那么久一定会对建筑工程的牢固性产生极大的影响，会导致严重的质量安全事故的发生。在砖混结构为主体结构的工程当中构造柱适合梁一起来设计配合比例来搭配使用的，它的作用是能够防止墙裂缝的产生和能够提高建筑物的抗水平荷载的能力，比如典型的地震荷载就是水平荷载。但是一旦设计人员把二者的概念混淆，不经意的把构造柱当做承重柱来使用，那么建筑物就一定会发生变形，出现裂缝，沉降最后整体倒塌。所以说我们一定要对构造柱和承重柱明确的区别开来，以保证在工程的结构设计中确保建筑工程的安全可靠性。

2.3 周围自然环境对建筑物结构的影响没有得到设计人员足够的重视

建筑工程结构设计时，在对结构的安全可靠性及耐久性问题进行考虑的同时，也要考虑到建筑工程周围的自然环境因素，天气温度，湿度，水和土的酸碱度及对建筑物造成腐蚀等自然条件因素。但是在实际的土木工程结构设计中这些自然环境因素往往却被忽略掉了，这是这些自然环境因素会对钢筋混凝土为主要材料的建筑工程产生特别重大的影响及破坏。如果不把自然环境因素考虑进去那么对与建筑工程的安全性和耐久性是非常不利的，同时也会存在着极大的安全隐患问题。

3、土木工程结构设计的具体方法

3.1 结构可靠度的设计方法

以概率论为参考，研究相关知识融入到结构设计中，分析结构的极限状态来做结构设计工作，就叫做结构可靠度设计。

3.2 多系数极限状态的设计方法

极限的状态通常是指无法再承受更多，达到临界的状态。土木工程结构设计不能超过极限，要在结构的临界点以下，否则，就会超出承受力，引发安全隐患。因此，在进行土木工程结构设计时，要考虑到正常使用的极限，承载能力的极限，了解清楚结构的极限，再设计。

3.3 容许应力的设计方法

容许应力的设计方法很早以前就出现了，它是以弹性理论为依据进行设计的。在考虑设计方案时，对于不确定的因素，会建立一个统一的系数，然后根据此系数来考虑设计。对于安全系数也不能确定，通常是凭经验来估计的。对于材料的强度和塑性也没有规范，无统一标准。

4、土木工程结构分析过程中存在问题的解决对策

4.1 科学、合理的设计土木工程的结构

在土木工程结构设计过程中结构不合理是导致建筑物无法发挥自身作用的首要因素，在土木工程结构设计过程中施工单位应先对施工地点周围的地质情况进行相应的分析及考虑，针对周围环境的自然灾害情况、地震发生频率等进行合理的分析之后，按照相关国家标准，结合实际情况对建筑材料进行调整，制定合理的工程管理体系，在结构设计过程中实施科学管理、尽量详细设计图纸，减少由于工程结构的不合理设计导致的安全事故的发生，此外还应加强设计人员的理论学习，提高设计人员的自身素质及专业素养，提高土木工程结构设计领域最新方案的掌握程度，保证建筑物结构的稳定性及安全性。

4.2 将施工环境作为合理结构设计的基础

在土木工程结构设计过程中应根据现阶段的施工环境实施相应的设计，设计人员应在设计之前充分考虑施工条件、地质情况、温度及湿度等综合情况的基础上实施设计，在设计土木工程结构过程中应精细化处理设计图纸，针对施工过程中的每一个环节进行详细说明，提高施工人员的认知程度及理解程度，设计结构过程中还应将工程的经济效益纳入考虑的标准内，不能一味的使用标准图进行设计，减少成本的支出，提高土木工程结构设计的积极性及安全性特点。

4.3 重视结构设计过程中建筑的维修及养护

在土木工程结构设计过程中应将维修及养护纳入设计范围内，由于土木工程建筑在正式使用前很难发现问题，因此在结构设计过程中应加大对图纸的审查力度，保证建筑的耐久性。

针对施工构件截面进行相应的要求，针对建筑梁、板及柱的尺寸进行严格控制，预估建筑施工情况，计算建筑主梁的承受能力，选择合适的梁板作为标杆，针对施工结构进行严格规范，按照结构设计的意图进行严格规定，从根本上提高建筑物的稳定性。

4.4 严格控制土木工程结构设计的相关标准

在进行土木工程结构设计过程中应严格按照国家规范制定严格的土木工程结构设计标准，结合国内外先进的土木工程结构设计的先进技术进行学习，结合实际情况不断改进相关技术，提高土木工程的质量、安全性及使用寿命。

结语：

在土木工程结构设计过程中存在较多的问题，这些问题的出现严重影响着土木工程结构设计及建筑物的整体质量，因此，在进行土木工程结构设计过程中应通过实施科学、合理的设计土木工程的结构、将施工环境作为合理结构设计的基础、重视结构设计过程中建筑的维修及养护、严格控制土木工程结构设计的相关标准等途径促进土木工程结构的合理性及科学性，提高整体土木工程建筑物的质量，延长建筑物的使用寿命，提高建筑物的安全性。