土木工程建筑结构设计中的问题

摘要：建筑结构的设计工作涉及到很多方面的内容，其过程比较复杂。对于建筑结构设计师而言，此项工作具有一定的难度，整个过程都充满挑战性。本文就主要对土木工程建筑结构设计进行了简要分析。

关键词：土木建筑；结构设计；措施

中图分类号： TS958 文献标识码： A

引言

近几年来，我国的建筑事业一直在飞速地发展，建筑设计的美观性和安全性也越来越受到人们的关注，因此，在各项土木工程建设中，首先要做好结构设计工作，解决好建筑与结构之间的矛盾，相互配合，整体考虑，推动我国土木工程建设事业的整体进步，尽可能的减少由于结构设计的原因出现的各种问题，为消费者提供最满意的工程项目。

一、结构设计的内容

1、结构设计的程序，建筑物的设计包括建筑设计、结构设计、给排水设计、暖气通风设计和电气设计等。每一部分的设计都应围绕设计的四个基本要求：即功能要求、美观要求、经济要求和环保要求。建筑结构是一个建筑物发挥其使用功能的基础，结构设计是建筑物设计的一个重要组成部分，要包括以下四个过程：方案设计→结构分析→构件设计→绘施工图。

2、建筑物结构设计的要求，为保证建筑结构的可靠度达到设计要求，在设计中，必须遵循以下要求：第一计算内容：结构构件应进行承载能力极限状态的计算和正常使用极限状态的验算，如直接承受动力荷载的构件应进行疲劳强度验算。第二结构上多种作用效应同时发生时，应通过结构分析分别求出每一种作用下的效应后，考虑其可能的最不利组合。第三抗震设计：我国的抗震设防烈度为6至9度，建筑结构根据所在地区的烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级。对应不同的抗震等级，有不同的计算和构造要求。

二、建筑结构设计中存在的问题

1、建筑结构设计图纸过于简单

在建筑结构设计中，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、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。

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。

4、工程耐久性不足

我国的国土面积较广，国家南北跨度较大，所以造成了国家内部的气候变化也比较大。如何按照不同地区不同的气候条件来进行工程结构设计就成为了关键性问题。虽然部分地区有当地的标准，但是很多地区还无法做到详尽，所以在法律的规定上还不够明确，缺乏一定的规范来进行具体的约束。

三、对土木工程结构设计的相关问题探讨

1、明确参数含义

在建筑工程中的有些专业术语难以区分，对于建筑结构的设计师而言，在没有明确参数定义的前提下，开展设计工作，必然会影响到设计质量。理论上而言，参数是没有明确界限的，但是在具体建筑工程施工环节中，每个参数都需要界定实际有效意义，所以设计人员应该明确参数的含义，并在实际的设计工作过程中，对这些参数加以正确利用。

2、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脑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。

3、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，因此其受力特性不会有太大的变化，更不会对局部构件造成新的危害，原则上不必要提高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。

4、在设计的时候将框支梁支放在剪力墙上

如果要将框支梁直接放在剪力墙上，这时候就要对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。

5、对于锚桩裂缝的控制

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；其中包括上部荷载作用下的地基反力和水浮力。基础板下无桩基时的受荷关系，如果基础板下没有桩基础时，应根据结构的平衡状态，使其上下所有荷载的作用平衡。

结束语

土木工程建筑结构设计是一项系统且复杂的系统性工程，其荷载作用的计算、其承载能力的提升是结构设计的一个重点，其他的设计则围绕这一重点来进行，如梁、柱的合理布置，横纵向的结构的相互协调等等。为此进行土木工程建筑结构设计的策略与优化研究时，应始终基于这一重心问题，不断展开探索，才能有效提升设计水平，促进土木工程建筑结构设计的发展。