土木工程结构设计的合理性分析

梁春华

【摘要】我国是一个地域辽阔的国家，由于所处地理位置不同，抗震设防裂度，水文环境、自然气候等也有所区别，比如厦门精英保安高等专科学校教学楼基础采用的是人工挖孔桩，而同样的教学楼在上海基础却不能采用人工挖孔桩，因为上海地质情况较差，属于软土地基。由此可见，土木工程结构设计受到多方面因素的影响，必须综合考虑，否则容易存在很多问题，由于基础在土木工程建设中所占的比重较大，如果要保证整个项目的顺利完成，首先应做好基础设计，其次是上部结构的设计，做好基础和上部设计选择合理的基础形式和上部结构体系是非常重要的，针对这些设计问题进行分析，必须使土木工程建设与现场实际情况联系起来，提高结构设计整体的可行性。从当前土木工程结构设计来看其主要可以分为两方面，上部结构与基础结构，上部结构包括砌体、剪力墙、框架、框架-剪力墙等多种形式。基础结构主要包括条基、扩展基础、筏基、桩基和锚杆基础等基

础形式。为了进一步提高土木工程结构的安全、经济和合理性，如何合理地做好结构设计工作具有重要意义。

【关键词】土木工程；结构设计；合理性

1、土木工程建设中结构设计合理性的问题

1.1传统设计不利于建筑物的维护和保养

在土木工程的结构设计中，建筑物的稳定性是其围绕的中心，也是所有结构工程师进行结构设计时需要引起高度重视的。比如供电局办公楼因为扶梯、电梯、和楼梯的集中布置，严重地削弱了局部的刚度和稳定性，为了解决这一矛盾问题，必须采取加强措施，适当地加大周边梁板柱的截面和配筋。另据新闻报道，某栋楼的阳台掉落了，究其原因就是没有按悬挑梁受力性质合理地布置钢筋。经过众多建筑物事故的调查发现，许多工程是因为建筑结构设计的不合理导致后期出现众多的质量问题，甚至是建筑物的坍塌，导致建筑物呈现了较差的耐久性。2008年5月12日汶川地震很多房屋倒塌就是因为没有进行合理的抗震设计，很多住房都采用土坯房（如图1）和预制空心楼板（如图2）结构，因为建筑结构设计的不合理或者材料的应用不当，即使发生轻微的地震灾害就会导致严重的事故，其抗震性很差。而承德兆非国际五星级酒店设备夹层和楼梯均采用了滑动支座，就是为了整体刚度合理分布，提高抗震性能；此外，有些建筑物更深层次的原因就是因为使用者没有强烈的养护意识，出现了各种有损建筑结构稳定性的危险行为。因为设计工作的不到位，导致众多建筑材料因为储存行业运输不仅浪费了众多的成本，而且会造成建筑材料的锈蚀和腐烂的现象，久而久之，就会导致严重的建筑主体的安全问题，严重影响了广大人民群众的财产安全和生命安全。

1.2土木工程设计结构的牢固性较差

坚固是建筑的最基础功能，它的程度能够直接影响这个房屋的耐久性，所以一定要对结构的坚固程度加以重视。丽景新苑旧房改造（平改钢坡屋面）最初方案檐沟为不绣钢材质，它的优点是运输轻便，安装简单，不易生绣和耐微腐蚀，但与各部位衔接处会留有缝隙，与钢筋砼檐沟相比，不如砼檐沟坚固，耐久，与各部位紧密结合，所以最后决定采用砼檐沟。要增强建筑的坚固程度，就得照顾到结构设计的所有细节，再根据建筑所在地点和位置的实际情况，比如土壤环境气候条件等精准的构造蓝图，使其达到遇到自然灾害或人为损坏即使有一些地方损坏，整个结构也不会受到被动损害。

1.3土木工程结构设计安全标准过低

目前，我国大多数土木工程建筑的安全系数不符合标准。究其原因是由于结构设计的安全标准太低而不能有效地约束施工过程的质量和安全性。其次，工程结构的设计安全标准太低，影响了建筑的整体效率，缩短了使用寿命。因此，有关部门应加强对建筑结构的安全工程标准的重视程度，并针对存在的问题做出合理的改进。

2、提升土木工程建筑结构合理性优化设计

2.1贯彻全局设计思路

针对上面土木工程结构设计存在的整体性差的问题，设计人员应该具备全局意识，在设计过程中严格遵守全局化设计思路，将建筑物看做是一个整体，并结合实际情况开展设计，从而保证建筑规划与城市整体规划相协调。典型案例如嘉定城北大型居住社区地上14栋高层主楼，立面造型基本一致，排列有序，上部均为剪力墙结构，基础均为桩筏基础，这种设计思路应该贯穿土木工程设计的全过程，从根本上解决了传统结构设计中各自为政的现象，采取全局设计思路能够更直观的发现其中存在的问题，将土木工程各部分作为整体的分支，采取科学的设计理念确保各方面都能够符合土木工程结构、设计风格的要求，实现了一体化设計。除此之外，全局设计思路还能够扩宽设计人员的创新意识，在保证建筑物整体性的同时，带来不一样的艺术价值，更加突出土木工程结构设计中的人性化、整体化特点。

2.2科学、合理的设计土木工程的结构

结构设计的不合理是在土木工程结构设计过程中导致建筑物没有发挥其作用的主要因素。比如设计云翔拓展大居24A-01A地块共有产权保障住房项目时基础均采用桩基础，在土建项目的结构设计过程中首先要分析并考虑施工现场及周边的地质条件和环境，并进行调研勘测，针对周边环境可能受到的自然灾害，地震发生频率等，经过进一步的分析后，参照国家相关标准，再结合项目的实际情况对桩基础进行适当的调整，达到经济、合理、安全、可靠的最佳结构设计方案；同时还要兼顾施工的可行性。在结构设计的过程中要对项目进行科学管理，尽可能对图纸进行细化，减少由于工程设计不合理导致出现一些安全事故。除此之外还需要对设计人员的理论知识进行加强与提高，从而提高设计人员对土木工程结构设计技术的掌握，以确保建筑物结构的稳定及安全。

2.3完善土木工程结构设计各种标准和体制

目前的土木建筑工程的设计都非常浪费能源材料，过于前卫的建筑风格也会造成环境的极大破坏，然而随着我国生态环境的不断低势发展，建筑结构的节能环保引起了社会的广泛关注。在过去的很多年建造房屋多采用粘土砖，由于大量开采粘土造成了环境资源的过度消耗及废弃，并非由于建筑结构设计的有意而为之，最重要的原因是来自设计者对于相关的环境保护法律条约以及一系列环保节能措施的浅显认知。进而可以看出，在建筑的设计层面有很大一部分的描述都是非常不精准的，这就使得这些关于建筑创作的项目在进行时忽略了购材的环保节能性。而盐城恒大名都、威尼斯渡假区、南翔高层商住楼、嘉定城北大型居住社区和供电局等项目均采用加砌砼砌块非常严格的遵守环境保护条约，严格控制节能环保举措，注重环境保护节能的细节所在，体现了设计项目时对环保的重视态度。

2.4 提高土木工程结构设计人员的专业能力

除了上述的注重建筑结构设计的全面性以及注重后期的维修和养护，还要提升土木工程结构设计人员的专业素养。建筑结构设计在土木工程中具有重要地位，所以要从各个方面提升建筑结构的设计水平。比如建筑结构设计领域权威专家的讲座、土木工程行业交流会等。要通过多元化的培训方式来提升土木工程结构设计人员的理论能力，并与实践充分融合，实现其专业技能的呈现，为我国的土木工程建设提供最强大的技术人员支持。

2.5提高结构设计的安全性

在实际的土木建筑工程施工中，要充分将建筑结构设计人员和施工人员进行良好的对接，通过对设计图纸的交底工作，来保证施工队伍能够清晰的了解整体土木工程细节设计的含义，减少施工中的失误操作，有效的提升施工的进度和效率。我在中成药研发生产厂房及辅助用房担任项目经理期间，对于施工的每道工序，隐蔽工程与结构设计施工图，相关规范和行业标准是否相符进行仔细核查，以及施工现场组织施工技术人员针对施工机械进行详细检查，通过发现问题，并与施工人员及时进行沟通解决，有效规避众多的作业失误，来保证建筑结构施工的安全和顺利进行，完美地完成项目的施工任务，被评为优质工程和安全文明施工工地。

结论：

综上所述，在土木工程的建设中，不断优化当前建筑结构设计的水平，有效解决当前土木工程建筑结构中的各种问题，保证整体项目更加安全和稳定地完工。通过与国外先进设计技术的交流和自身设计的不断完善，助力土木建筑工程的快速前进。

参考文献：

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