土木工程建筑结构设计问题及优化措施

刘元文 吴瑞超

摘 要：随着我国生活水平不断增长，人们对建筑结构的要求从安全性提升至美观性、实用性上。但在建筑过程中，材料使用不当容易导致建筑安全性降低，引发安全事故。另外，由于建筑设计时没有充分考虑到剪力墙结构和筒体结构所能承受的抗击能力，导致建筑抗震能力减弱，甚至一些设计人员为了提升建筑的美观性而采用国内发展不够成熟的异形柱进行设计。针对这些问题，将从框架设计、图纸质量以及安全性的角度进行研究。

关键词：建筑;结构设计;问题;优化措施

引言

中国目前的建筑行业正处于快速发展的阶段，同时人们的生活水平正在不断提高，对建筑的质量和安全也有了更高的要求。人们要求房屋建筑能够兼具美感，能够给人带来精神上的享受，因此房屋建筑结构设计非常重要。然而在很多房屋建筑结构设计中，在房屋建筑结构设计上没有充分考虑，导致房屋建筑结构设计缺乏安全性和稳定性，无法满足居住者的要求。在房屋建筑结构设计的过程中，不仅要考虑房屋建筑实际的功能，还应该考虑房屋建筑的美观性，同时保证房屋建筑工程的质量。因此，针对房屋建筑结构设计中优化技术应用进行了探讨。

1土木工程建筑结构设计问题

1.1结构布局不合理

为了保障建筑设计的质量，设计人员在工作过程中需要对影响施工的因素进行科学的分析，优化整体建筑结构的设计，加强建筑整体的稳定性。但是，在实际的调查研究过程中发现，一些设计人员在图纸设计工作时，过度追求建筑的美观性，轻视了内部结构的重要性;更有一些设计人员一味追求建筑面积的扩大，缩减了承重墙的尺寸，这都导致了建筑的抗震等级不达标，影响了建筑结构的稳定与安全。

1.2建筑物框架设计存在的问题

建筑框架结构在设计时主要分为2类：剪力墙结构和筒体结构。在建筑设计中，最普遍使用的剪力墙结构就是俗称的框架结构。在建筑结构的设计过程中，相關的设计人员需根据框架的要求及特征，对所设计的建筑物的框架柱和框架梁进行合理的设置。但是在实践中，往往会忽略一些框架设计，就会导致设计方案出现问题，还有的设计人员为了更加突显建筑的功能，在对框架柱进行设计时，相应地减少框架柱的宽度，很大程度上降低了框架柱的抗击能力，抗震能力变弱。

1.3细节处理缺乏严谨性

在房屋建筑结构设计的过程中，相关设计人员需要对其中的细节加强重视。采用严谨的态度，完成对房屋建筑工程细微部位的设计，从而把握房屋建筑结构设计过程中的细节问题。因为这些细节问题不仅会对建筑功能产生影响，还会对建筑的安全性产生影响，所以相关设计人员需要加强重视，例如，在开展设计工作的过程中，一些工作人员在设计过程中缺乏严谨性导致预埋件与房屋建筑工程的整体结构、房屋建筑工程的施工安装相冲突，同时也使房屋建筑工程的建筑质量受到严重影响。

2土木工程结构优化设计措施

2.1提升剪力墙结构设计的合理性

在剪力墙结构设计过程中，在考虑满足室内舒适性的同时，还要考虑外墙对于承重方面的影响，不能过度的追求舒适性而轻视建筑承重的极限。所以，在保证外墙尺寸合理的情况下，利用一些供暖以及制冷的方法提高建筑物的舒适性是非常可取的。如：高层建筑纯剪力墙结构设计同样也是允许的，刚度明显大于剪力墙-框架结构，在抗震性能上，要明显地优于框-剪结构，但是结构建设的成本要高于前者，若建设周期长或者是市场定位是高档住宅小区等，优先设计剪力墙结构，但是同时也应避免大开式的剪力墙设计，墙体厚度为90mm，为增加用户使用面积起到了作用。并且，剪力墙结构需要适量地增加框架，在结构体系的设计上，需要围绕剪力墙进行全方位的分析，采取包络设计等，且结构体系要清晰，框架柱按照EA实际情况确定数值，EI的取值要偏小等等。不仅如此，轴压比前提下，板梁混凝土的强度等级可以参考C25。

2.2通过优化技术来提高安全系数

在房屋建筑结构设计中，不管是建筑设计者还是使用人群，都十分注重房屋建筑结构的安全系数，因此，许多企业在建筑结构施工过程中会通过优化工作技术来提高建筑的质量，以保证建筑的安全系数较高。首先是优化设备技术，以广东省中山市某项目工地为例，项目部门在钢架结构的施工过程中，使用机械代替人工来固定钢架，采用人工固定的缺点有很多，例如人工固定总会出现疏忽，导致某些钢架被忘记固定或者没有固定好，往往这些小问题会导致后续的施工过程出现严重的后果，因此，项目部门会注意优化工作技术，采用高科技机械来帮助钢架结构施工，最后经过统计，机械的施工效率是人工的2.5倍以上，而且工作质量也能得到保障。在房屋建筑结构工作中优化施工技术，能有效防止后续施工事故的发生，对建筑结构设计的安全系数保障有着重大意义。

2.3优化建筑结构平面布置

建筑结构平面布置是设计工作的重要内容之一，设计时应根据实际建设情况对结构平面布置开展相应的优化工作，借助计算机等设备准确计算该建筑结构的刚重比。经反复调整计算可知，该房建工程X方向的刚重比为3.15%，纵向刚重比为2.88%，横向剪重比为2.68%，纵向剪重比为2.58%，横向的质量系数为98.3%，纵向的质量系数为99.73%。

2.4节能结构设计优化

在房屋建筑结构设计的过程中要坚持绿色可持续发展理念，相关设计人员要具备良好的专业素养。优化方法包括以下几个方面：第一，房屋建筑所处的地理环境对房屋建筑整体质量效果具有重要影响，因此在设计过程中应该加强重视。在房屋建筑结构设计优化之前，对房屋建筑所处地理位置、气候条件以及所在城市进行调查，选择有效的方式完成对房屋建筑朝向、采光、采暖等设计工作，以确保良好的房屋居住环境。第二，要统筹兼顾，在房屋建筑结构设计的过程中兼顾美观和功能，即在房屋建筑结构设计过程中要考虑房屋建筑的美观效果和各方面功能，使房屋建筑能够同周围景物结合，从而能采取更加有效的方式使房屋建筑实现高效的建筑结构设计效果。第三，要采取优化措施，完善房屋建筑的维护工作。在开展房屋建筑屋顶、门、窗等设计的过程中，应该充分考虑采光、热量散失等因素，从而充分为居住者营造良好的居住环境。在房屋建筑维护工作过程中，需从细节出发，充分考虑房屋建筑在使用过程中可能会出现的问题，采用更有效的方法加强对房屋建筑的维护，延长房屋建筑的使用寿命。

2.5优化建筑地基基础结构

优化设计建筑方案是关键，针对地基结构，桩基础为主则应按照施工现场的水文地质条件确定桩基类型，遵循资源节约与环境友好原则。桩端持力层在灌注桩长方面具有较大影响。荷载取值是对于独立的桩基础结构而确定的。25m以下且不超过8层的建筑，一房可以选择不进行地基抗震承载力的验算，但是需要结合风荷载问题。对此，钢筋混凝土的多层框架计算分析，风荷载因素不能忽略。

结语

在房屋建筑结构设计工作中，不管是优化施工技术还是管理技术，都对建筑的结构有很大的影响，优秀的技术代表着高质量、高水准，而建筑结构设计相当于打造房屋的骨架，任何的失误都会造成相当严重的后果。所以相关部门需要在建筑结构设计工作中不断创新和完善各方面技术，让建造出来的房屋能够满足人们心中的需求，在满足建筑结构安全、实用的基础上，更好地体现出房屋建筑的价值，为我国房屋建筑行业增添一份力量。

参考文献：

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[2]罗彬.实例探析BIM在建筑方案设计阶段的应用要点[J].建材与装饰，2017（31）：115–116.