土木工程建筑结构设计中的问题与解决策略

于永刚

【摘 要】 土木工程建筑结构设计的质量问题直接影响着整个土木工程建设的质量。文章从土木工程结构设计的基本内容入手，分析了土木工程设计中存在的问题，及解决对策，以供参考。

【关键词】 土木工程；结构设计；质量通病；措施

一、土木工程建筑结构设计的基本内容

1、建筑结构设计的类型划分

随着时代的发展，关于建筑结构设计的类型划分也形成了多种多样的标准。就目前来说，对建筑结构设计的划分主要有三种形式：以建筑物的使用功能为依据，可以划分为民用建筑和公用建筑两大类；以建筑物使用的材料为依据，可以划分为砌体结构、木结构和混凝土结构等多种类型；以建筑物结构形式为依据，可以划分为排架结构、框架结构等类型。鉴于新时期下建筑结构设计类型的多样性，在对建筑结构进行设计时要特别注重对细节问题的把握，根据不同情况选择最恰当的建筑结构设计形式，保证建筑物结构的质量。

2、建筑结构设计的主要内容

2.1建筑结构设计程序。建筑结构

设计工作涵盖了施工工作的各方面，其基本程序包括四部分：方案设计、结构分析、设计构建和施工图的绘制，其中施工图的绘制是其中最为关键的步骤。这四个程序之间相互联系，共同构成设计工作的整体，设计人员要严格依照上述程序，科学、合理与高效的开展设计工作。

2.2建筑结构设计要求。为了使建筑结构的质量达到相应的设计要求，在建筑结构设计中要注重以下要求：首先要确保结构构件正常情况下的承载力和极限承载力，通过计算动力荷载构建的疲劳强度提高构件的整体可靠性；其次要确定最佳的构件组合情况，通过结构分析排除不利因素的影响；最后要将抗震设计融入结构设计工作中，设计人员要根据地区的实际情况，设计与所处地区烈度相符的抗震等级，进而确定出相应的构件组合与计算方法。

二、土木工程建筑结构基础设计应注意的问题

1、承重柱截面高度设计过小

许多设计人员对于抗震烈度为六度的地区的认识有误区，认为不需要对此进行地震预防设计，因此在设计承载柱截面时设计的比较小，虽然便于受力分析，但是由于承重柱的截面积小，当加载外力后，柱与梁之间有弯矩约束，会使其出现裂缝，引起塑性铰的产生。从而会给建筑结构留下了安全隐患，建筑的牢固性和使用周期变短，万一发生震级较高的地震，便不能有效的抵御地震造成的危害，发生坍塌现象，给居住者造成生命和财产的双重损坏。

2、建筑基础选型不够合理

地基是整个建筑结构中最重要的组成部分，其承载了整个建筑的重力，所以地基的施工质量直接影响到整个建筑的质量，在基础的选型方面一定要确保建筑的质量和安全。但是在基础的设计中，由于选型不够合理，导致地基的承载能力与建筑的实际需求不符，在后期使用中容易出现不均匀沉降和侧移的现象，对建筑结构的安全系数有很大的影响，缩短了建筑的使用寿命，所以要高度重视建筑基础结构选型的合理性。

3、砖混结构中建筑工程构造柱与承重柱混淆不清

在进行房屋设计时许多设计人员对于构造柱与承重柱的差别不能有效区分，两者之间很容易被混淆，使建筑结构的可靠性降低。比如砖混结构的建筑，建设构造柱可以有效的提高墙体的抗剪能力，同时再与梁协作，便可以有效的预防建筑墙体出现裂缝，尽可能的增加建筑结构的抗震能力。但是由于设计人员的认知错误，将构造柱当作承重柱，不能实现构造柱应有功能，还可能引起许多负面的影响。

如果承重柱与构造柱混淆使用，把构造柱充当承重柱，大大降低了对于墙体的约束作用。当地震发生时，充当承重柱的构造柱的强度达不到要求的标准，成为建筑结构中的薄弱部分，最易受到破坏，最终引起建筑坍塌。由于构造柱建设时通常不会另设基础，其承重能力有限，不能达到承重柱的承重标准。若被当作承重柱使用，由于载荷过大会导致构造柱被破坏，进而发生沉降现象，导致支撑部份产生裂缝。所以相关的设计人员在进行设计时要准确的区分好构造柱与承重柱，对号入座，以防出现设计错误进而造成质量隐患。

4、地下室设计中存在的问题

建筑结构设计单位在设计建筑结构的时候，必须要加强对地基稳固度的重视程度。地基的质量在很大程度上会受到地下室设计状况的影响，所以说做好地下室的设计工作时非常重要的。从我国很多建筑结构设计企业的发展现状来看，其中还存在不少问题，例如，没有严格要求地下室设计成效；在未详细了解建筑物墙体厚度、混凝土强度、建筑材料性能的基础上，就盲目地开展地下室设计工作，这直接影响到了建筑结构设计工作的可靠性，对将来的建筑工程施工质量而言，埋下了安全隐患。

三、土木工程结构设计的相关问题探讨

1、在设计的过程当中应该引入概念设计

对于任一设计类的工作来说，概念都是一个必须掌握的基本功之一，对于概念的理解和把握，是无法通过计算机等外界设备来辅助完成的，它是独立在人的理解能力和腦力支配当中一种抽象的概念。在土木工程结构设计当中引入概念设计的环节，主要体现在方案设计的最初阶段（结构工程师要参与方案设计），这一环节是无法依赖计算机的，是完全根据结构工程师自己对于建筑结构的理解程度（概念设计），以及自己的想象和经验，对于各种相关的结构都有非常到位的了解，并且能够让这些设计都灵活的运用起来。通过这些概念的不断引用和交互设计，把内部每一个结构之间的功能和性能都联系起来，共同工作，从而设计出最完美的土木工程设计作品，协同工作的结果，不仅能够提供更加美观的视觉效果，在承载力以及耐久性等方面都有比较理想的效果。考虑各结构构件之间的协同工作能够更有效的提高建筑材料的利用率，材料利用率越高，该结构的协同工作程度也越高，结构设计的目的就是花最少的钱，做最好的建筑，这就要求设计者能够充分合理的利用结构材料，这从梁类构件的演变可以看出。

2、关于剪力墙的设计

剪力墙的设计根据要求的不同也有很多种区别，主要是因为一般的剪力墙和柱、短肢剪力墙所能够承载的性质和力量等特性是不一样的。因构造标准的提高导致截面厚度的增大，使构件定义改变，这种情况下构件截面增大是整体性的，增大的幅度也是有限的，因而其受力特性就不会有大的改变，也就不会造成局部构件新的损害，所以在原则上不需要加强对原确定的结构抗震等级；增大截面后的墙肢应比原构件的承载能力提高；当因建筑功能需要而改变局部墙肢的截面尺寸，使其受力性能发生变化时，应给予加强。

3、对设计时需将框支梁支放在剪力墙上这一情况的理解

如果要将框支梁直接放在剪力墙上，这时候就要對于剪力墙的底部给予高度重视，看剪力墙的底部是否有翼墙的相关要求，对于具体的措施，可以通过一些相关的规定进行整改，比如对于剪力墙的厚度的确定，或者根据框支梁的情况对暗柱进行相关的严密性设计，在设计的过程当中，计算的方法一定要严格并且有根据和有针对性，对于配筋的情况予以确认，对于剪力墙和框支梁所能够承受的抗力也要经过严格的计算和检验。

4、对锚桩设计理念的认识

在确保不影响试桩构件承载力的前提下，不用计较构件的裂缝宽度，但应考虑地下水浮力的作用及基础底板的作用荷载问题，对各阶段作用在箱体上的荷载以及分项系数的取用，应做认真的分析。对于正常使用极限状态设计时，应根据不同目的选用不同的组合方式。作用在基础板上的荷载有基础板自重；基础板面上的永久荷载和可变荷载；墙柱所传竖向荷载；上部荷载作用下的地基反力和水浮力。对于基础板下无桩基时的受荷关系，应根据结构的平衡状态，使其上下所有荷载的作用平衡。

5、保证地下室外墙建筑的科学

高层建筑的建设施工中，其整体的质量大部分是由地下室外墙支撑的，因此在整个建筑中，地下室外墙的设计不能达到科学合理的程度，就会导致整个建筑的稳定性、安全性及其质量都会严重下降。就高层建筑而言，地下室外墙结构的设计的墙体厚度在250mm以上即可，而且同时为避免水泥用量过大导致室外混凝土墙面出现裂缝的问题，应该控制好混凝土的强度设计，尽量不要太高，但也不能太低在C30等级之上就行。

6、加强建筑结构设计的规范性

随着我国建筑业的不断发展更新，建筑的结构设计也越来越受到重视。国家也对此出台了一些相对应的规定，但是国家的规定不仅仅是技术上的规定，而且还具有相关的政策性。而且这些相对应的规定是时刻跟着时代的脚步前进的，并不是一层不变的，所以就应该对做出断的更新和修改。为了提高建筑房屋的质量，杜绝安全问题的发生，建筑人员应该要对此充满责任感，对一些不符合国家规定建筑及时快速的提出，并且找到相应的解决对策，从而减少一些“楼脆脆”“楼危危”等现象发生，提高居住人民的安全保证。

四、结束语

总之，在整个木工程建筑结构设计的过程中，要重视土木工程建筑结构设计中的每一个环节，预防设计过程中的质量通病，保证设计的规范性，使整个土木工程建筑结构设计的过程中的质量得到保证。

参考文献：

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[3]丁桂兰，乔凤娇，王世建.土木工程建设中对建筑结构基础设计的思考[J].城市建筑，2014，06：63+69.