加强土木工程结构设计安全性的措施讨论

2021-12-05李志兵恒大地产集团呼和浩特有限公司

门窗 2021年6期

李志兵恒大地产集团呼和浩特有限公司

1 前言

城市化进程日新月异的高速发展，带动了城市建筑群体量的增加、建筑设计不断地创新、建筑设计的逐步优化完善。建筑行业的复杂性、建筑的科学舒适性、建筑的安全性等需求使得土木工程结构设计必须结合项目实际酌情不断优化。在土木工程结构设计中保障了建筑的安全性，才能保障施工的稳定及工程的质量。

2 土木工程结构的安全性

土木工程结构的安全指标问题是结构设计时首要考虑的问题之一，安全指标主要是体现在土木工程结构的整体承重抗压能力以及对外界环境的承受能力。土木工程结构设计的安全性是每一个结构部件的稳定性、承重性、抗氧化、抗寒热能力。

虽然我国土木工程结构技术在各方面性能上取得了很大的突破，但是，就我国土木工程结构各项性能数据显示，跟世界先进的土木工程结构技术还是存在一定的差距的。所以，当前的首要任务是在科学技术的加持下，着力提高我国土木工程结构的安全性，制定科学合理的安全评价指标。另外，土木工程结构的工程师和设计人员，必须保证结构数据的准确性，切实从实际数据出发对安全问题进行合理地评估分析。杜绝虚假信息。保证我国土木工程结构设计的安全性。

3 土木工程结构设计原则

土木工程结构设计是土木工程中，设计人员通过所学理论知识结合建筑需求确立建筑物结构的重要设计步骤。土木工程结构就是组成建筑物的各种不同构件，它们在建筑物中承担着各种不同的作用，保障建筑物的稳定性、安全性、实用性。所以，土木工程结构设计是土木工程中最重要的一个环节，除了简单的构图设计，还需要精密的数据计算，还要考虑到土木工程施工过程中的成本控制、土木工程结构的实用性。土木工程结构设计原则要遵循结构耐用、功能实用、美观大方、降低造价的原则。

土木工程结构设计主要可分为结构方案、结构计算、施工图设计三个阶段。结构设计方案阶段需要进行实地考察并结合客户需求来确定土木工程结构初步设计方案；确定土木工程结构的设计方案后，对结构承重、受力进行精密的数据计算，最后再确立施工图设计。

4 土木工程结构设计中出现的常见问题

4.1 缺乏安全意识

土木工程施工企业安全意识的缺失将直接影响土木工程结构的安全。虽然我国已经出台了一些有关土木工程结构设计安全的制度，但一些企业在工程建设中仍然遵循效益第一的原则，只注重经济效益，没有严格执行各项制度和规范。此外，还存在擅自改造土木工程结构、以次充好的情况，这在一定程度上也是一个问题，加剧了土木工程结构的安全风险。另外，设计师还没有建立起强烈的安全意识，这也是土木工程结构缺乏安全保障的关键因素。设计师是结构设计的执行者，其专业水平和综合素质对土木工程结构设计起着举足轻重的作用。但现在很多设计人员对设计工作不重视，也削弱了土木工程结构的安全性。

4.2 图纸设计不合理

土木工程要实现顺利施工离不开设计图纸科学、合理的设计。每一个环节的设计都要经过精密准确地计算，比如在进行结构类型选择、抗震设计和建筑材料选择的时候要科学运用理论知识，结合实际建筑需求进行设计。然而，一些公司建筑设计师在结构设计中还存在设计不规范的现象发生，如平面设计图集使用不规范，结构数据标识模糊，导致在土木工程施工的时候中出现混乱，甚至造成施工误差。

4.3 土木工程结构布局不合理

建筑业在发展过程中占用了大量的土地资源，这在繁华的城市中表现得更为明显。城市房价长期处于上升趋势，开发商致力于开发高层或超高层建筑。在结构设计中，一方面要深入考虑建筑的功能要求，另一方面要在满足经济性原则的基础上满足建筑安全设计的要求。这样，土木工程结构设计工作就成为这一阶段的重点。设计人员应注重结构的设计模式、结构的平面和竖向布置、建筑的美观和传力路径的合理性。但许多单位没有把上述问题作为工程设计和施工的重点内容，造成工程结构布局不合理等问题，导致不同形式的安全事故。

4.4 设计人员的抗震设计概念不明确

抗震减灾设计是为了更好地抵御大地震中的灾害，提高抗震减灾能力，避免造成生命财产的严重损失。但是现在仍然有很多设计人员的建筑理念是用大量的优质钢筋混凝土来抵抗地震。实践证明，建筑材料结构中主要钢筋的固定不尽人意。而且，钢筋数量的增加不仅会直接降低建筑材料的延性，还会降低土木工程结构的整体抗震适应性。因此，越来越多的研究发现，单纯通过计算钢筋数量来设计和分析结构的抗震能力是不全面的。在土木工程结构设计中，不仅要突出需要加强的薄弱部位，还要突出不能被地震破坏的薄弱部位，以保证整个建筑主体结构的安全。由于基础构件的严重破坏往往直接消耗抗震建筑的大量能量，建立正确的土木工程结构设计指导理念才是我国抗震建筑设计真正的基本指导思想。

5 加强土木工程结构设计安全性的措施

5.1 增强安全意识

施工企业和设计人员需要不断增强安全意识。首先，施工企业要正确认识施工安全的重要意义。比如建筑安全存在明显问题，将直接影响企业形象和声誉。因此，我们必须高度重视设计工作。在设计工作中，我们可以选派专业素质过硬、工作经验丰富的人员来完成工程计算工作，使计算工作既能满足国家规定的要求，又能满足工程的实际情况，维护工程结构设计的科学性和合理性，为结构安全保驾护航。此外，设计人员还应理性看待建筑安全的积极作用，更加重视土木工程结构设计，在实际施工中严格执行设计规范和标准，切实增强土木工程结构的安全性和合理性。

5.2 优化工程结构图纸设计

对于土木工程而言，精确科学的结构图纸设计，是土木工程施工的前提，否则，土木工程结构工程的安全性、耐久性将无从谈起。所以，要求承建企业的设计人员的工作必须严格执行，只有如此才能保证土木工程施工工作井然有序地开展。设计图纸的绘制工作主要包括以下几点。

首先，承建企业的相关设计人员必须深入了解施工单位对结构设计的具体要求，全面地搜集相关信息，并且对结构细节进行标注，这样才利于施工人员依照图纸的标注来有效地开展工作。

其次，工程结构图纸的设计精确性程度，直接关系着整个土木工程结构工程施工质量的好坏，所以，相关设计工作的人员必须严格执行建筑公司的规范标准，并且，还应当不断进行学习和研究，努力增强自身的工作能力和专业程度。

最后，设计工作应该积极配合各个部门之间的工作，加强与施工人员或部门的沟通与交流。采纳有效的建议，合理有效地进行图纸设计。

5.3 适当提升建筑物抗震设计等级

如果土木工程结构抗震性能设计标准等级不合理，其结构抗震设计性能将大大降低。因此，为了进一步优化和提高土木工程结构的抗震设计性能，结构设计人员通常需要制定合适的设计标准等级来提高土木工程结构的抗震性能，以防止土木工程结构出现严重的变形、扭曲、鼓包等抗震现象。比如在各类高层土木工程中，结构设计人员需要用计算机分析软件进行综合统计分析，根据各个工程的物理刚度，准确计算出工程结构的扭转力和位移。结构设计人员应不断遵循建筑形状的常规设计，符合国家相关技术规范，合理测量和判断高层建筑的物理刚度，确保高层建筑的扭转力和位移刚度在1.1～1.2之间。剪力墙和简化连梁的要求应符合下列要求：当连梁跨度高度比不大于2时，需要考虑配置一个十字暗柱支撑；当连梁跨度的高度比不大于1时，可以考虑交叉暗柱支撑。

地震运动的主要原因之一是该地区地壳的垂直运动，这与内部地质和地理结构的运动密切相关。为了有效保证建设项目内部地质构造的运动结构更加合理，设计人员必须认真收集和分析具体地质和地理调查统计资料，并根据具体地质和地理环境条件，准确判断和找出该地区地壳垂直运动的运动趋势和特征，分析该地区的地震运动趋势，确保区域土木工程地质结构总体布局和该区域地震运动趋势大致处于相对垂直的运行状态，有效降低特大地震对区域土木工程前期工程设计的不利影响。

5.4 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。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。