土木工程建筑结构设计中的问题与解决策略

郭哲

【摘 要】在新的形势下，建筑行业的发展面临着一些新的挑战。土木工程中结构设计是一项重要的内容，事关建筑整体的质量与安全。但是在实际的设计中，仍然存在着一些问题，亟待改进。基于此，文章对土木工程建筑结构设计进行分析，以期能够提供一个借鉴。

【关键词】土木工程；结构设计；问题；解决策略

1.土木工程建筑结构设计原则

1.1基础方案要合理

建筑结构设计作为高层建筑施工项目的基本前提和必要基础，其工作成效会对整个高层建筑的施工成效造成重大影响，因此，建筑结构的设计单位，必须按照项目工程的实际施工情况和施工现场的地质环境，设计出科学、合理、符合建筑结构施工实际需求的设计方案。与此同时，在设计建筑结构基础方案的时候，要配置相应的施工现场地质条件的调查报告，促使建筑物的地基发挥其最大潜能，推动建筑施工项目获得最大的成果。此外，建筑结构设计单位，需要从整体上把握建筑物的实际情况，准确掌握建筑物的最大负和基本结构框架，在此基础上，制定出适合的施工方案，促使建筑结构设计单位的利益达到最大化状态。

1.2计算简图要适当

在设计建筑结构施工简图的时候，需要经过大量的数据分析，详细了解施工现场的情况和施工设计要求，在此基础上，提高简图设计工作的有效性，从而为高层建筑施工的安全、可靠性奠定良好的基础。对此，要求在建筑结构设计单位，要重点注意建筑物结构节点问题，此处的接点与传统理念下的铰节点或者是钢节点有所区别。建筑结构设计单位，在全面掌握建筑物结构节点的基础上设计简图，有利于提高简图的计算精确性，减少误差。

1.3结构措施要完善

除了基础方案要合理性、计算简图要适当这两点之外，还有一条特别重要的建筑结构设计原则，就是结构措施要完善。很多建筑结构设计单位，往往会忽略这点原则的重要性，使得设计方案不尽完美。针对结构措施要完善这点，建筑结构设计单位，在开展设计工作的时候，需要注意结构组件的延展性问题。同时，设计单位还应该加强对薄弱环节的关注力度，将“强柱弱梁、强剪弱弯以及强压弱拉”的原则，观察落实到整个建筑结构的设计工作中，从而增强高层建筑结构设计的可靠性。

2.土木工程建筑结构设计中存在的问题

2.1建筑结构设计图纸过于简单

在土木工程建筑结构设计中，设计图纸的作用非常重要，其是建筑施工参照的重要标准。为了保证建筑结构设计的质量，在图纸中应该对每一个细节都详细的标示出来，对于建筑的抗震等级、抗裂等级、施工所用材料以及墙梁柱的标号，都应该详细的标注。但是在实际操作中，由于设计人员的水平不高，考虑问题不够全面，导致关键信息没有在图纸中详细的标识，进而在实际施工中影响到施工流程，随意性较强，严重影响到施工质量。

2.2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，对于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。

2.3过分关注结构设计中的低含钢率

建筑行业的持续发展使得从事建筑材料的相关企业越来越多，部分建筑商为了自身经济效益的提升，往往通过降低成本的方式来提高收益。因此，在建筑结构设计的建筑材料选取过程中，盲目的追求建筑材料的低含钢量特征，而在结构设计中大做文章。在建筑结构设计材料选择方面存在的问题最终会导致施工安全性显著降低，最终影响各方利益。

3.加强土木工程结构设计的措施

3.1土木工程建筑的地基设计

首先，在建造房屋建筑期间，同一个房屋建筑不允许建造在性质不同的地基上。并且在地基应用上，尽量全然应用天然地基或是桩基，尽可能避免出现两种地基各一半的状况。从而增强房屋建筑的整体刚性，提高房屋建筑的抗震性能。

其次，在埋置房屋建筑的基础时，需注意其埋置深度的控制。若基础埋置深度过浅，将会减少房屋建筑的嵌固作用，增强房屋建筑在地震期间的振幅，提高震害发生几率。因此在设计房屋建筑的基础埋置深度时，应尽量增加其埋置深度。并认真做好基槽回填工作以及夯实工作，确保回填土可基础侧面的紧密接触，提高房屋建筑地基稳定性。

3.2高层建筑的轴压比控制

一般来说提高混凝土的强度是对高层建筑轴压比进行控制的直接方法。如果还不能达到相关标准，则还可以使用其他方法来对轴压比进行控制。（1）混凝土的变形能力受到柱的箍筋的影响，因此可以通过对混凝土的横向变形进行约束，来对裂缝的扩展进行延缓，并对截面抗剪能力进行提高。增大配箍率、使用合适的配箍形式都可以实现结构延性的提高。在设计时，如果采用井字复合箍进行沿柱全高，且保持箍筋的直径、间距和肢距，一般来说直径在8毫米以上，间距在100毫米以内，肢距在100毫米以内。如果采用复合螺旋箍进行沿柱全高，则要保证8毫米以上的箍筋直径，100毫米以内的螺距和100毫米以内的肢距。（2）在弹性模量方面，钢筋的弹性模量高于混凝土6倍有余，如果配置了较多的纵向钢筋在柱中，有余轴向压力的影响，钢筋会承担更多的压力，从而降低混凝土承担的压力。在设计中可以在柱截面中部加入附加芯柱，另加的纵向钢筋的总面积不少于柱截面面积的0.8%都必须加入纵向钢筋。（3）提高混凝土强度等级对轴压比的控制有直接的效果，但混凝土的强度越高其脆性也越大，因此要控制混凝土强度等级不超过C60。

3.3连梁设计

在《高层建筑混凝土结构设计规程》以及《建筑抗震设计规范》等相关设计规范当中都明确的规定了连梁的截面尺寸、剪压比限制以及剪力设计取值等内容。在具体的工程设计过程当中，因为连梁具有较小的跨度以及高度较大的截面，因此在地震的作用下，弯矩和剪力在经过内力的计算之后都比较大，因此无法使规范的要求得到充分的满足，在对其进行设计的时候必须要以不同的情况为根据从而采取不同的措施。在地震作用下，为了对连梁的延性进行保障，并对剪力和弯矩进行有效的传递，刚度折减的系数就要高于0.55；在风荷载的作用下，为了将连梁的裂缝控制在正常的适用范围内，就要使刚度折减的系数高于0.80。此外，如果调整刚度折减系数后连梁仍然难以满足要求，则可以采用內调幅，并配置足够的箍筋。若连梁的超筋较多时，可以对连梁的高度进行减小，以减小剪力和弯矩。

3.4建筑結构设计，应当遵守建筑结构规范

随着我国建筑事业的快速发展，我国为了规范建筑行业，提升建筑工程的整体质量，制定并颁布了很多相关的政策。这些政策从技术层面上对建筑企业的行为进行规范与约束，同时在法律法规方面具有强制性；因此，建筑结构设计人员在设计过程中应当遵守建筑结构规范，揭示建筑结构设计中出现的一些不符合规定的行为，针对建筑结构设计中存在的问题，制定出相应的解决策略，减少建筑结构设计中的安全隐患。目前，我国建筑结构设计人员应当了解与掌握相关设计规范，主要包括三部法规，即《民用建筑电气设计规范》、《高层民用建筑设计防火规范》、《火灾自动报警系统设计规范》，它们在建筑消防电气方面明确的规定了相关要求，而且都有其自身的侧重点；建筑结构设计人员应当认真阅读，按照规定要求进行建筑结构设计。

3.5加强建筑结构设计人员的安全意识与质量意识

建筑结构设计是一个系统性的工作，所以建筑结构设计人员应当具备相应的专业知识、认真的工作态度以及创造性思维。建筑结构设计是建筑工程项目建设中一个十分重要的环节，建筑结构设计人员应当重视每一个环节的设计，深入了解与分析各个环节的实际情况。同时，建筑结构设计人员还应当理解规章制度的内容，在实际工作中按照规章制度办事，对结构设计工作进行反思与总结，吸取结构设计中的教育与经验。建筑结构设计人员应当重视建筑物的抗震性，掌握先进的设计理论与设计方法；建筑企业应当加强建筑结构设计人员的安全意识与质量意识，使结构设计人员在工作中能够全面的考虑到建筑结构的整体质量与安全性能，以此提高建筑结构设计中的安全性。

4.结束语

在土木工程建筑结构设计中，要对存在的问题进行全方位的考虑，确保建筑各项性能都能达到相关规范的要求，同时借助多种手段，处理好建筑设计工作中可能会遇到的各种问题，从而保证土木工程结构设计工作的有效性。

5.参考文献：

[1]王海波.浅谈土木工程结构设计中的安全性与经济性[J].江西建材，2014，02：25.

[2]杜志强.当前建筑结构设计中概念设计的应用[J].中华民居（下旬刊），2014，05：84.

[3]符俊.浅析我国建筑结构设计中存在的问题[J].中华民居（下旬刊），2013，07：112-113.