土建结构设计中的细节与优化方案分析

史春辉

山东省环能设计院股份有限公司 山东济南 250000

1 土建结构设计概述

土建结构设计是对建筑物的结构、楼梯、基础等结构和建筑物内部进行综合设计。具体来说，建筑工程师使用建筑特有的符号语言来描述建筑以及建筑内部所包含的墙体、支撑柱、梁等，通过有效的设计来达到建筑的功能要求，为建筑施工提供必要的参考。可见，土建结构设计既要满足建筑的功能要求，又要满足其实用性和观赏性的需要，最终达到经济效益和功能效益的有效平衡。

当然，随着建筑功能的不断增加和建筑高度的不断提高，土木结构设计对设计师的经验水平、专业知识结构等相关素质提出了更加严格的要求.对建筑侧向荷载的重视程度较高，而对建筑竖向荷载的重视程度相对较小。现代建筑体长数百米，缺乏相应的竖向荷载设计显然是不可取的。因此，在满足建筑工程功能要求的同时，应更加注重建筑质量、建筑抗风、抗震、防洪等方面的要求，为建筑结构的稳定做出积极贡献。

2 土建结构设计中的细节及优化方案

2.1 工程案例

某工程项目，办公楼，层数为6层，建筑面积为10000m2。结构形式采用的是全现浇的框架结构。抗震设防烈度为7度，场地类别为Ⅱ类，设计基本地震加速度为0.1g，框架抗震等级为三级。基础持力层为强风化岩石，修正后的地基承载力特征值为500kPa。基础形式为柱下独立基础，基础高度为0.6m。对于本工程而言，制约工程质量的主要因素为框架设计与独立基础两方面，本文就这两方面进行分析，尽量在降低工程造价的同时保证工程的安全性。

2.2 优化独立基础设计

独立基础设计的优化设计必须引起员工的足够重视。通常，基础建设的成本是土木工程总成本的20%或更多。因此，有必要对基础设计进行优化。同时要注意的是，在设计建筑的基本结构时，必须根据标准的值来计算独立基础的面积，不能简单地计算出设计值。这是因为，在计算独立的基础面积时，基于设计值的计算会使结果更大，对加固的需求也会相应增加。当独立基础面积按标准值计算时，地基面积可以降低到合理程度，对加固的需求也相应减少。同时，独立基础的优化设计也可以实现地基承载力的合理修改。根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.2.4条规定，当基础的宽度应大于3m或者埋置深度大于0.5m时，从载荷试验或者其他原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值应进行修正。这是因为具有较大宽度或深埋深度的地基，在合理校正承载力相关特征值后，可以有效地减少地基基础面积。这也是在实际工作过程中，工人是最容易被忽视的环节。员工的一部分，以减少工作时间，经常复制基础地质调查中，特征值直接作为设计的基础，它是这种方法的结果是可能增加基础底面积，增加实际施工过程中，对钢材的需求，相应地增加的成本项目。在基础优化设计后，将明显降低其承载能力特征值。

2.3 优化框架梁的设计

在我国建筑设计中，国家现行的建筑抗震设计规范对框架梁的截面尺寸规定如下：在土建工程设计中，截面宽度应不小于200mm，截面的高度于宽度相比应不大于4：1，净跨与截面高度应不小于4：1。设计人员进行结构设计时，在框架梁的截面尺寸的选择上，应对框架梁、柱等在框架间的关系进行综合考虑，框架梁的高度与跨度比应保持在1/10-1/12之间。在一般工程项目中，梁配筋率控制在1.0%-1.8%间即可保证工程质量，提高土建工程的经济效益[2]。另外在框架梁设计中还需注意：①框梁支座与跨中配筋由计算确定，支座配筋配够即可；跨中配筋不宜超过计算面积的1.05倍，跨中配筋不应超过计算面积1.1倍；当框梁配筋由地震力作用组合控制时，底部钢筋配够即可。②框梁全长顶面和底面应最少各配两根纵向钢筋，三、四级直径不小于12。③主梁面筋贯通筋尽量选用小直径钢筋，支座附加，连续梁各跨底筋尽量采用相同直径和不同根数配置，但要满足拉通钢筋的截面面积等构造要求和支座锚固宽度限制。④当框梁跨度大于4米时，梁跨中可采用通长钢筋12或14搭接。⑤框架梁梁宽大于等于350mm时，当采用四肢箍时，跨中采用两根主筋＋架立钢筋（212）的配筋形式。

2.4 优化框架柱的设计

柱子的设计应当加强。设计者必须合理地选择帧柱以确保满足帧柱的基准。在对帧柱的选择中，设计者根据工程的实际情况来计算轴压比，获得合理的值，以便选择适合于工程的柱。在帧柱的设计中，轴压作为控制横截面尺寸的要点之一而重要。考虑到柱子的横截面，减少了横截面，避免了增加钢材使用量，避免了大的横截面尺寸。轴变小的话，增加钢和混凝土的量，增加成本。因此，与界限值的比较值相比，轴压通常接近0.8。通过分析大量土木工程的建筑，在帧柱体的计算中，两个偏振电压的计算大于单偏振电压的计算。因此，在优化帧柱时，可以采用该设计。在单侧将帧柱偏向，向一侧检查帧柱，确保帧柱的选择降低工程成本，并满足安全要求。

3 结语

在这个基础上，随着土木工程的快速发展，人们对土木工程行业的质量要求也渐渐的提高，这就是企业要求土木工程质量保证的要求。市场竞争日益激烈，企业要求提高综合竞争力。合理优化土建工程结构设计，在保证土建工程质量的同时可以降低施工成本，让企业得到更多的经济效益，提高企业的综合竞争力。因此，企业及相关人士重视土建结构的优化设计，对土建结构的详细合理的优化，根据土建工程成本的有效控制，促进了企业的健康发展，促进土建行业的进步必须。