土木建築結構設計中常見問題與解決途徑論文

近年來，土木工程事故頻繁發生，給國家造成巨大的經濟損失，也給人民羣衆的生命和財產造成了巨大損失。雖然國家建委發出了質量終身責任制，並加強施工質量管理，事故有了顯着降低，但由於設計的原因引發的事故比例卻在呈現上升趨勢。此外，因爲設計師害怕承擔責任，施工結構設計過於保守，也給國家造成了巨大的經濟浪費。本文就這一問題作了以下淺要分析，希望可以有助於我國土木工程結構設計的控制措施的完善。

一、土木工程結構設計的基本過程

土木工程的結構設計可分爲：結構定案、結構計算、施工圖設計三個部分。

　1.1、結構計算

土木工程的計算荷載有：外部荷載和內部荷載，它們的計算要依照荷載規範的規定及要求使用不同的組合值係數及永久值係數等進行不同工況下的組合計算；對於構件的試算，要依照計算出的荷載值、構造措施的要求、使用要求和各種計算手冊上的試算方法來對構件的截面進行初步的確定。

　1.2、設計方案

根據工程地質報告、建築場地類別、建築物高度和層數、建築物的重要性、建築所在地的抗震設防烈度等情況對建築的結構形式進行確定。在確定了建築結構的形式之後，要依據不同結構形式的特點及要求來對建築結構的受力構件和承重體系進行佈置。

1.3、施工圖設計

對於土木工程內力的計算要依照已經確定的構件截面及荷載值來進行計算，它包括：拉力、彎矩、軸心壓力、扭矩、剪力等。根據最後計算出的結構內力和規範對構件的要求及限制，對結構試算的構件是否滿足規範的要求進行復核。若不滿足，則要調整構件的截面或者佈置，直到滿足要求爲止。

二、土木工程結構設計中常見的問題

　2.1、現澆砼樓板的幹縮開裂和支座負鋼筋倒伏的問題

　　2.1.1、幹縮開裂問題

在進行混凝土樓板澆築時，澆築完混凝土後，會在短時間內出現樓面出現龜裂的現象，尤其在溫差較大的季節或地區這種現象非常明顯，而且這種現象多發於住宅樓，公用建築和商用樓較爲少見。這種龜裂多是由於混凝土的水灰比過大造成的，它降低了建築結構的剛度，增大了結構的撓度，使整個結構的安全性和耐久性都明顯的降低。出現這種情況的原因是：由於現在的工程大多使用商品砼，混凝土是由預拌廠直接負責提供的，泵送混凝土要求混凝土的和易性要好，流動性要高具有較大的坍落度，商品砼爲了達到這種效果就會加大水的配比，使混凝土的水灰比過大，嚴重的影響了混凝土的質量。

　2.1.2、支座負鋼筋倒伏的問題

當進行完樓板上的鋼筋綁紮後，隱蔽驗收後纔可以進行混凝土的澆搗工作，但是在實際施工中，由於沒有注意保護好一家好的支座負鋼筋，使得鋼筋的倒伏隨處可見。剛進的倒伏會造成支座負彎矩沒有足夠的鋼筋來支撐，引起支座板面出現裂縫，加大了撓度，降低了剛度，是般的受力狀態逐漸趨向間支，造成板配筋偏於不安全。

　2.2、柱體、牆體連接混亂

在對比較複雜的結構平面進行佈置時，往往會出現多方向柱網相連的地方。有的把每根柱和周圍各柱都用框架樑連接起來，形成多樑交匯於一柱，這給節點區的鋼筋錨固和混凝土的施工帶來了很大的不便嚴重的影響了施工的進度。

　2.3、結構電算或設計方法存在問題

問題主要表現在剪力牆開洞的大小、剪力牆的長度、厚度、門窗洞口的位置、框架計算高度等和施工圖紙不相符。這大多是由於結構專業的計算進行的過早，建築平面經過多次的調整後沒有及時反饋給結構專業，使專業間配合相互脫節。等到施工圖進入校審的階段，大多都只注意圖面問題，沒有核對建築圖，進而造成了配合錯誤。由於模型與實際不符導致某些構件的配筋失真，造成配筋量不足的危險。

三、解決土木工程結構設計中常見問題的有效途徑

3.1、確定整體結構的科學性以及合理性

　　3.1.1、結構剛度與重力荷載之間的比被稱爲剛重比

它影響着結構整體的穩定性，也是影響重力二階效應的'重要參數。一般都會使用增大剛重比的方法來考慮重力的二階效應。結構的剛重比增大則二階效應就會減小，二階效應要控制在 20%以內如果改制不能達到要求，則可能引起結構的失穩致坍塌。

3.1.2、剪重比是抗震設計中非常重要的參數

由於長時間的作用下，地震影響係數下降的會較快，根據這種情況計算出來的水平地震作用下的結構效應可能偏小。對於長週期的結構，地震動態作用下的地面加速和位移會對結構具有更大的破壞作用，如果剪重比<0.02，結構的剛度就可以滿足水平位移限制的要求，但卻不能達到結構整體穩定的條件，設計人員要在設計過程中綜合的考慮剛重比和剪重比的合理取值。

　3.1.3、內力組合的設計

內力組合是土木工程結構承載力抗震設計的要點，它要求在調整承載力抗震係數的基礎上設計。工程結構抗震設計要求材料強度的設計值應大於沒有考慮抗震要求時的材料強度設計值。如果採用非抗震設計的材料強度設計值進行計算，則抗震設計需要對承載力抗震的係數進行調整。通過綜合受彎樑、偏壓柱、受剪等的係數調整，提高結構的承載能力。

　3.1.4、板設計和配筋

板設計和配筋的結構設計，要分析板長邊和短邊的長度。如果長度差距<2mm，則適合採用雙向板計算的方式設計；如果兩者的長度差距在 2～3mm 之間，則適合沿着短邊的受力單向板進行計算，並將足夠的構造鋼筋佈置在長邊位置。根據工程結構板的具體大小，可按照彈性的方法計算。對於連續雙向板跨中的最大彎矩計算，要求根據荷載分佈的具體情況，對滿布荷載進行分解和間隔進行佈置。

　3.2、結構體系選型的設計方案和優化

結構體系選型的優化可以在項目建設方案確定的過程中引入，這樣可以避免建築方案在結構方面的不合理，首先是建築物的體形，其次是柱網尺寸，層高以及主要的抗側力構件所在的位置。

　3.3、剪力牆下布樁

當建築的結構爲剪力牆或框剪結構時，剪力牆主要承受地震水平力，它也是承受豎向荷載的重要構件，所以要沿着剪力牆下全長布樁，樁的中心線要和剪力牆的中心線重合，佈置雙排樁時，樁的承臺要具有足夠的剛度，並應作承臺的抗彎和衝剪驗算。

當布樁僅按照豎向荷載作用進行時，要對彎矩作用下的承臺底部邊樁的反力進行驗算。尤其是框剪結構的剪力牆和剪力牆結構核心筒底部彎矩及剪力對基礎承載力的影響較大，不能遺漏。對於水位較高的地下室和短肢剪力牆、大跨度結構等彎矩較大的承臺底部樁基要驗算其是否存在向上的抗拔力。

3.4、注重地基的設計

地基在建築工程中佔據着重要地位，它是整個建築的基石。每個設計人員必須重視地基的設計，只有完成地基的設計後，纔可實現後面的設計任務。地基的設計需要考慮多種因素，其中包括施工條件、水位、地質情況、溫度等。通常情況下，施工人員對了解相鄰建築的地基情況並標高，明確其具體位置，確保施工的安全性與工程質量。

四、結束語

土木建築工程結構的安全設計事關重大，關係着工程的質量和使用壽命，因此要加強設計的重視，保證工程的施工質量。要想獲得施工質量的保證，要想得到工程設計的安全，土木建築工程結構方面的設計是重中之重，它是整個建築過程中最重要的環節，不僅關係着建築水平的高低，還關係着人們生命財產的安全和國家基礎事業的發展。