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摘要:土木工程建筑作为建筑行业的重要组成部分,在建筑施工技术、建筑结构设计等领域进行了效果明显的改善,已经成为促进我国建筑行业继续发展的关键环节。但是在土木工程建筑工程迅速增加的同时,也出现了一些问题,在一定程度上制约了土木工程建筑施工工艺的完善。本文对土木工程结构设计中存在的问题进行了探讨,并提出解决对策。
关键词:土木工程;结构设计;问题;对策
中图分类号:S611文献标识码: A
引言
随着我国社会主义市场经济体制的建立和不断完善,土木工程也得到了迅速的建设与发展。土木工程结构的安全性能和其本身的结构设计有着十分密切的关联,土木工程结构设计的不完善与不合理,将给土木工程的整体质量带来极为严重的影响。本文分析了土木工程结构设计中存在的问题及对策。
一、土木工程结构设计问题
1、承重柱截面高度设计过小
在很多的建筑物中对于抗震烈度的要求在六度的时候,很多建筑结构设计人员认为六度没有必要进行防护措施,这样更加利于受力分析。但是没有防护的结果会导致承重柱的截面较小,在外界强加外力的作用下,会使柱与梁之间产生断裂的现象,这样就会对建筑施工造成严重的安全隐患,降低了建筑的耐久度,一旦有强烈的地面运动就可能会发生倒塌的事故,轻则建筑歪斜,重则人员伤亡。
2、设计结构牢固性问题
土木工程设计基本原则就是保证结构牢固性,其是建筑工程安全性的重要指标。我国土木工程牢固性问题一般是指土木工程设计欠缺,如果土木工程出现局部性牢固性损坏问题,会使得工程整体遭到破坏,例如:火灾、地震、人为事故或爆炸等,在设计上不但要保障延性与冗余度设计优良,还要根据地质状况与土质承载力进行安全设计,使工程损坏程度降到最低。但是由于我国科学技术水平有限,土木工程结构设计在很多方面都不够完善,造成大范围损坏与倒塌。
3、土木工程结构设计安全设置水准偏低
我国土木工程质量和安全性能不高的另一个原因是结构设计安全设置标准偏低,由此导致了工程安全规范方面的漏洞,致使安全设置规范难以发挥对工程设计的约束作用,工程质量相对较低,较易造成安全事故的发生,损害了工程的建设效益,缩短了工程的使用年限。这些问题的出现都要归因于我国土木工程结构设计安全规范低于国外水平,由此导致施工的质量难以达到国外土木工程施工质量水平。由此要针对工程设计结构安全设置标准加以改善,从而以更高的要求来进行土木工程的施工规范。
4、土木工程结构耐久性问题
我国工程安全问题有一部分原因是荷载作用下耐久性与安全性问题造成的,忽视环境因素可能对土木工程建筑质量安全的影响,例如:土质酸碱度、温度、环境湿度等。这些因素是影响钢筋与混凝土使用寿命重要因素,在工程结构设计上忽视这些问题,会影响工程安全性与耐久性,给工程埋下严重的安全隐患。
二、土木工程设计优化对策
1、完善土木工程结构设计标准
针对土木工程结构设计中的问题,要不断完善各种技术标准,积极吸引国外先进工程施工技术,并根据我国实际情况加以创新。要针对土木工程设计安全设置不足的情况加以规范,提高各种技术标准,使土木工程的设计施工能够提高一个层次,以更高的水平保证土木工程的质量,防止安全事故的发生,保证工程的耐用性和效益水平的发挥。要结合工程设计规范和工程具体实际进行分析,针对不科学的设计规范及时向主管部门反映,及时进行修正,保证安全设置规范的科学性和合理性,保证拥有更高层次的土木结构设计的出现。
2、确定构件截面尺寸
土木工程需要严格控制截面尺寸的构件,其主要有柱尺寸、梁尺寸、板尺寸三种,具体确定方法如下:首先,柱尺寸。土木工程的结构主体柱截面一般都相同,因此可以估算中柱的截面尺寸,然后估算出整个结构恒荷载的标准值、活荷载标准值,混凝土轴心抗壓强度的设计值和柱轴力的设计值等;其次,梁尺寸。以柱距为标杆。如果柱距相同,则表示边跨梁、中跨梁、边柱联系梁、中柱联系梁等的截面尺寸一致;最后,板尺寸。需要考虑限制板的挠度、裂缝宽度等因素对铺设在板内管线的影响。
3、安全设计
首先,应从管理上保证设计安全,选择高标准设计单位,通过有丰富经验设计人员根据设计理论与方法、先进设计设备进行工程设计,往往设计成果质量也比较高。其次,设计计算避免出现漏洞。一般情况下,设计人员所进行的计算项目都能达到设计安全要求,但是在设计过程中,往往会因为项目疏忽,造成设计漏洞。因此,设计人员应对每一个设计数据都应认真对待。最后,设计图纸要尽量详细。由于实际现场施工人员职业素质参差不齐,设计人员应本着严谨细致、吃苦耐劳原则详细说明某些重点细节,避免因错误理解施工图纸造成工程事故发生。
4、内力组合的设计
内力组合是土木工程结构承载力抗震设计的要点,它要求在调整承载力抗震系数的基础上,组合框架梁的内力。
(1)承载力抗震系数的调整
工程结构抗震设计要求材料强度的设计值应大于没有考虑抗震要求时的材料强度设计值。如果采用非抗震设计的材料强度设计值进行计算,则抗震设计需要对承载力抗震的系数进行调整。通过综合受弯梁、偏压柱、受剪等的系数调整,提高结构的承载能力。
(2)框架梁的内力组合
梁承载力的设计控制截面,通常采用梁端和跨中的方式。当地震作用组合的时候,除了要利用梁端的抗负弯矩和剪力设计进行界面的控制,还需要组合梁端的正弯矩。譬如土木工程结构在使用期间,很有可能同时遇到两种类型以上的可变荷载。为了减少结构的不利效应,可以控制可变荷载效应组合和永久荷载效应组合,分别取值1.2和1.35;而如果效用有利于结构设计,则效应取值为1.0,倾覆、漂移、滑移等取值为0.9。
(3)跨间弯矩计算
结构在恒载和活载作用下,可将近似取值跨间弯矩。并根据支座弯矩的调幅和平衡条件,计算得出相应荷载。其中,需要涉及到的计算因素有梁端左右的弯矩、竖向荷载、地震力组合等。
5、科学管理,定期检测
土木工程的维护检测对整个土木建筑的使用寿命和质量息息相关。任何质量事故,都是由量变到质变的过程,因此我们需要定期对土木工程施工进行全方位的安全检测。第一,在检测过程中还需相应的监督部门对检测全程监督,以此来督促工程单位以严谨的态度对待检测工作。第二,土木工程的牢固性在正常使用中,很难察悉问题,只有遇到严重灾害时问题才出现,是因为小的隐患逐步扩散导致。所以,需要对土木工程做定期的维护检测。
6、基础板厚度的确定
在工程建筑当中,如果房间小而多,其中只有一两处房间大的情况时,假设按照大房间来对基础板厚度加以确定的话就会造成很大的浪费,如果按照小房间来确定的话就会导致配筋存在一定的难度。为此,在能够达到承载力相关要求的基础上,可以在大房间中垫聚苯卸载,按照小房间来确定基础板的厚度。
结束语
土木工程结构越来越大型化、复杂化,超高层建筑、特大型桥梁、巨型大坝、复杂的地铁系统不断涌现,满足人们的生活需求,同时也演变为社会实力的象征。土木工程需要解决的根本问题是工程的安全,使结构能够抵抗各种自然或人为的作用力。因此,要采取切实有效的措施,提高土木工程结构设计的有效性,确保建筑工程的安全。
参考文献
[1]朱来庆,吴立娜.浅谈土木工程结构设计中存在的问题及对策[J].黑龙江科技信息,2012,05:215.
[2]雍强.土木工程建筑结构设计中的问题与初探[J].城市建筑,2014,01:46.
[3]杨娇艳.关于土木工程结构设计中存在的问题与对策[J].中国建筑金属结构,2013,14:118.
[4]薛杨欣.土木工程结构设计问题分析及策略研究[J].建设科技,2012(16).
[5]高峰.土木工程建设中对建筑结构基础设计的探析[J].中国新技术新产品,2012(3).
关键词:土木工程;结构设计;问题;对策
中图分类号:S611文献标识码: A
引言
随着我国社会主义市场经济体制的建立和不断完善,土木工程也得到了迅速的建设与发展。土木工程结构的安全性能和其本身的结构设计有着十分密切的关联,土木工程结构设计的不完善与不合理,将给土木工程的整体质量带来极为严重的影响。本文分析了土木工程结构设计中存在的问题及对策。
一、土木工程结构设计问题
1、承重柱截面高度设计过小
在很多的建筑物中对于抗震烈度的要求在六度的时候,很多建筑结构设计人员认为六度没有必要进行防护措施,这样更加利于受力分析。但是没有防护的结果会导致承重柱的截面较小,在外界强加外力的作用下,会使柱与梁之间产生断裂的现象,这样就会对建筑施工造成严重的安全隐患,降低了建筑的耐久度,一旦有强烈的地面运动就可能会发生倒塌的事故,轻则建筑歪斜,重则人员伤亡。
2、设计结构牢固性问题
土木工程设计基本原则就是保证结构牢固性,其是建筑工程安全性的重要指标。我国土木工程牢固性问题一般是指土木工程设计欠缺,如果土木工程出现局部性牢固性损坏问题,会使得工程整体遭到破坏,例如:火灾、地震、人为事故或爆炸等,在设计上不但要保障延性与冗余度设计优良,还要根据地质状况与土质承载力进行安全设计,使工程损坏程度降到最低。但是由于我国科学技术水平有限,土木工程结构设计在很多方面都不够完善,造成大范围损坏与倒塌。
3、土木工程结构设计安全设置水准偏低
我国土木工程质量和安全性能不高的另一个原因是结构设计安全设置标准偏低,由此导致了工程安全规范方面的漏洞,致使安全设置规范难以发挥对工程设计的约束作用,工程质量相对较低,较易造成安全事故的发生,损害了工程的建设效益,缩短了工程的使用年限。这些问题的出现都要归因于我国土木工程结构设计安全规范低于国外水平,由此导致施工的质量难以达到国外土木工程施工质量水平。由此要针对工程设计结构安全设置标准加以改善,从而以更高的要求来进行土木工程的施工规范。
4、土木工程结构耐久性问题
我国工程安全问题有一部分原因是荷载作用下耐久性与安全性问题造成的,忽视环境因素可能对土木工程建筑质量安全的影响,例如:土质酸碱度、温度、环境湿度等。这些因素是影响钢筋与混凝土使用寿命重要因素,在工程结构设计上忽视这些问题,会影响工程安全性与耐久性,给工程埋下严重的安全隐患。
二、土木工程设计优化对策
1、完善土木工程结构设计标准
针对土木工程结构设计中的问题,要不断完善各种技术标准,积极吸引国外先进工程施工技术,并根据我国实际情况加以创新。要针对土木工程设计安全设置不足的情况加以规范,提高各种技术标准,使土木工程的设计施工能够提高一个层次,以更高的水平保证土木工程的质量,防止安全事故的发生,保证工程的耐用性和效益水平的发挥。要结合工程设计规范和工程具体实际进行分析,针对不科学的设计规范及时向主管部门反映,及时进行修正,保证安全设置规范的科学性和合理性,保证拥有更高层次的土木结构设计的出现。
2、确定构件截面尺寸
土木工程需要严格控制截面尺寸的构件,其主要有柱尺寸、梁尺寸、板尺寸三种,具体确定方法如下:首先,柱尺寸。土木工程的结构主体柱截面一般都相同,因此可以估算中柱的截面尺寸,然后估算出整个结构恒荷载的标准值、活荷载标准值,混凝土轴心抗壓强度的设计值和柱轴力的设计值等;其次,梁尺寸。以柱距为标杆。如果柱距相同,则表示边跨梁、中跨梁、边柱联系梁、中柱联系梁等的截面尺寸一致;最后,板尺寸。需要考虑限制板的挠度、裂缝宽度等因素对铺设在板内管线的影响。
3、安全设计
首先,应从管理上保证设计安全,选择高标准设计单位,通过有丰富经验设计人员根据设计理论与方法、先进设计设备进行工程设计,往往设计成果质量也比较高。其次,设计计算避免出现漏洞。一般情况下,设计人员所进行的计算项目都能达到设计安全要求,但是在设计过程中,往往会因为项目疏忽,造成设计漏洞。因此,设计人员应对每一个设计数据都应认真对待。最后,设计图纸要尽量详细。由于实际现场施工人员职业素质参差不齐,设计人员应本着严谨细致、吃苦耐劳原则详细说明某些重点细节,避免因错误理解施工图纸造成工程事故发生。
4、内力组合的设计
内力组合是土木工程结构承载力抗震设计的要点,它要求在调整承载力抗震系数的基础上,组合框架梁的内力。
(1)承载力抗震系数的调整
工程结构抗震设计要求材料强度的设计值应大于没有考虑抗震要求时的材料强度设计值。如果采用非抗震设计的材料强度设计值进行计算,则抗震设计需要对承载力抗震的系数进行调整。通过综合受弯梁、偏压柱、受剪等的系数调整,提高结构的承载能力。
(2)框架梁的内力组合
梁承载力的设计控制截面,通常采用梁端和跨中的方式。当地震作用组合的时候,除了要利用梁端的抗负弯矩和剪力设计进行界面的控制,还需要组合梁端的正弯矩。譬如土木工程结构在使用期间,很有可能同时遇到两种类型以上的可变荷载。为了减少结构的不利效应,可以控制可变荷载效应组合和永久荷载效应组合,分别取值1.2和1.35;而如果效用有利于结构设计,则效应取值为1.0,倾覆、漂移、滑移等取值为0.9。
(3)跨间弯矩计算
结构在恒载和活载作用下,可将近似取值跨间弯矩。并根据支座弯矩的调幅和平衡条件,计算得出相应荷载。其中,需要涉及到的计算因素有梁端左右的弯矩、竖向荷载、地震力组合等。
5、科学管理,定期检测
土木工程的维护检测对整个土木建筑的使用寿命和质量息息相关。任何质量事故,都是由量变到质变的过程,因此我们需要定期对土木工程施工进行全方位的安全检测。第一,在检测过程中还需相应的监督部门对检测全程监督,以此来督促工程单位以严谨的态度对待检测工作。第二,土木工程的牢固性在正常使用中,很难察悉问题,只有遇到严重灾害时问题才出现,是因为小的隐患逐步扩散导致。所以,需要对土木工程做定期的维护检测。
6、基础板厚度的确定
在工程建筑当中,如果房间小而多,其中只有一两处房间大的情况时,假设按照大房间来对基础板厚度加以确定的话就会造成很大的浪费,如果按照小房间来确定的话就会导致配筋存在一定的难度。为此,在能够达到承载力相关要求的基础上,可以在大房间中垫聚苯卸载,按照小房间来确定基础板的厚度。
结束语
土木工程结构越来越大型化、复杂化,超高层建筑、特大型桥梁、巨型大坝、复杂的地铁系统不断涌现,满足人们的生活需求,同时也演变为社会实力的象征。土木工程需要解决的根本问题是工程的安全,使结构能够抵抗各种自然或人为的作用力。因此,要采取切实有效的措施,提高土木工程结构设计的有效性,确保建筑工程的安全。
参考文献
[1]朱来庆,吴立娜.浅谈土木工程结构设计中存在的问题及对策[J].黑龙江科技信息,2012,05:215.
[2]雍强.土木工程建筑结构设计中的问题与初探[J].城市建筑,2014,01:46.
[3]杨娇艳.关于土木工程结构设计中存在的问题与对策[J].中国建筑金属结构,2013,14:118.
[4]薛杨欣.土木工程结构设计问题分析及策略研究[J].建设科技,2012(16).
[5]高峰.土木工程建设中对建筑结构基础设计的探析[J].中国新技术新产品,2012(3).