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摘要:作为当代土木建筑工程中的核心单元,土木结构设计的质量关乎工程整体寿命。当结构设计存在瑕疵时,其将对后续的实际使用造成难以预计的影响。因此,当代土木建筑工程大都对结构设计保持着十分严谨的态度。在本文当中,笔者主要就当下土木工程结构设计所存在的问题进行了剖析,并就其解决对策进行了探究,以期为相关领域的工作者提供一定参考。
关键词:土木工程;结构设计;问题分析;对策研究
安全性与耐久性乃当代土木建筑工程需遵循的两大原则,其与土木工程设计具有十分密切的关联,当土木工程设计不够规范严谨时,土木建筑工程的安全性与耐久性势必将受到折损。透过相关现象,我们发现我国土木工程结构设计中仍存在一系列亟待完善的问题。为此,相关部门应细致地剖析现存问题,并透过现象窥见问题本质,从而采取可行有效的解决对策。
1关于土木工程结构设计的简述
现代土木工程指利用各种施工机械进行勘察、施工的活动,其又可以被理解为因人类需求而开展的设施建造。随着民众生活水平的逐步提升,其对于建筑功能有了更为严苛的要求,普通的土木工程建筑俨然已难以满足民众的生活需求。鉴于此,建筑设计方则需借助更为科学的结构设计方案来满足民众的需要。一般而言,结构设计工作会先于土木施工工作,其对于土木建筑工程具有一定的指导作用。当结构设计不够科学合理时,后续的工程环节则将受到严重影响,建筑的使用安全也得不到完全保障。因此,相关部门应始终对土木工程结构设计保持高度谨慎的态度,力求彻底完善不合理的设计细节,从而确保建筑的安全性与稳固性并推动我国建筑行业的进一步发展。
2土木工程结构设计现存问题的探微
1、工程设计的安全标准较为宽松
现阶段土木工程设计的安全标准仍相对宽松,对于部分细节并未实施十分严格的把控。从现行的安全标准来看,其重心在于结构构件的承载力、安全系数、工程可靠度、结构耐久性等方面。与国外相关行业相较,我国的土木工程设计规范仍存在一定短板,这也是导致土木工程质量有所欠缺的主要因素之一。
2、工程设计的可靠度仍有待提升
土木结构的一大设计原则即为在确保构件承载力足够的前提下满足建筑可靠度的需求。然而从相关现状来看,该类事件仍时有发生,工程设计的可靠度不足易致使土木工程建筑的整体性能低下,在遭受人为破坏、自然灾害或是火灾时,建筑则显得十分脆弱,严重时甚至会出现整体崩塌的情形。尤其针对地质情况相对恶劣的地带或土质疏松的地带而言,土建结构的可靠度则是建筑安全性的一大重要保障,一旦建筑可靠度不过关,其后续使用安全则难以得到万全保障。
3、建筑结构的耐久性相对有限
透过行业现状,我们发现我国土木工程在耐久性方面的控制重心往往集中于荷载下的结构强度,而不重视对于环境因素(干湿、冻融侵蚀等)、化学侵蚀的耐久性。相关标准的缺乏使得我国土木工程对于耐久性的控制过于片面,其效果仍不尽人意,在特殊环境下,建筑的使用安全亦难以得到保障。此外,现阶段部分工程人员的维护意识相对缺乏,由于钢筋蚀锈、混凝土碳化而导致的结构安全隐患仍时有发生。
4、结构设计缺乏全局观念
部分土木工程在结构设计环节仍缺乏全局观念,忽略了结构设计的整体性,而一味深究单一的设计因素,从而导致土木工程存在一定“缺口”。土木工程的结构设计往往“牵一发而动全身”,任何设计细节的不合理都会造成连锁反应,从而导致整体设计方案的不合理。
3如何优化土木工程结构设计的现存问题
1、从准备阶段入手,拟定科学合理的结构设计方案
为全面提升土木结构设计的科学性,相关人员可从准备阶段入手就各个设计细节详加探讨。首先,建筑设计人员应严格遵守相关的设计原则,这要求设计人员在设计过程当中以国家相关标准作为设计依据,并以满足具体工程指导文件的要求作为设计目标。其次,相关设计人员应对居民对建筑结构的具体需求进行细致入微的分析。为实现这一点,相关设计人员可借鉴相关工程项目的设计方案,最后,在设计前期准备阶段,相关设计人员应全面考虑建筑的性能和质量。通常来说,结构设计人员应对结构选型、构造措施、功能布局等进行深度发掘,从而不断加以完善优化。一般而言,设计人员需首先确定梁柱构件的参数,并使用节点将各个构件“串联”,从而分析承受的水平与竖向荷载,当建筑为高层建筑时,风向负载也应纳入分析范畴。对于框架结构则应尽量选用钢筋混凝土现浇杆件,从而提升其整体性与抗震性。基础布置则应综合考虑上部结构、地质条件及施工条件等。例如,当建筑较低时,可采用独立基础模式;当建筑较高时则可以选用综合基础模式。
2、从设计观念入手,时刻保证结构设计的整体性
土木结构设计中安全性的片面管理、可靠度的偏重管理、耐久性的部分管理都反映出了土木结构设计过程中整体观念的缺失,由于这一疏忽而加剧的安全隐患较为突出。为此,在土木结构设计过程中,设计人员应时刻将整体性置于首要位置,力求细致分析所有的工程细节,从而避免“蝴蝶效应”的出现。此外,在土木工程当中,施工人员的综合素质仍相对有限,过于复杂的结构设计图纸并不利于这类人群理解参照,由于读图出入而导致的施工问题时有发生。考虑到这一因素,在工程设计过程当中,设计人员应参照施工方的执行力进行设计。简言之,设计人员应保证施工方案高度可行。为此,设计方应尽量将设计图纸简化,从而有效避免因读图错误而引发的施工问题。在结构设计完结后,设计人员应再三严加审核,力求在在图纸未出台阶段就确保图纸的精确性。
3、从设计安全入手,优化结构设计的安全问题
随着建筑设计理念的转变和我国民众安全意识的提升,安全问题俨然成为了当代建筑工程中的首要问题。在进行土木结构设计时,设计人员应极力消除安全隐患,从而全面提升建筑的整体安全性。首先,为保证施工安全与质量,设计人员务必从工程结构入手,欲确保施工方可顺利实施质量与安全监控,设计方则必须为施工方提供安全可行的设计方案。为此,相关管理人员需不断细化设计标准,并参照工程实际开展结构设计工作。上文中提到,国外相关领域的安全设计标准较国内而言相对严苛,因此,施工单位可引入国外领域的先进经验,并对结构设计的安全性详加论证,以提升土木结构设计的安全性。
4结语
综上所述,现阶段我国土木工程结构设计反映出了整体意识低下、安全性有待提升、耐久性控制不严格、可靠度有所欠缺等问题。为此,设计人员应从准备阶段、设计观念、设计安全等方面入手,提升土木结构设计的科学性、严密性、安全性。
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作者:陈海旭 单位:贵州工程应用技术学院