土木工程结构设计中存在的问题与对策
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摘要：结构设计作为土木工程中的关键环节，直接影响到土木工程结构的安全性与稳定性，关系到整个土木工程质量的优劣。本文主要对土木工程结构设计中存在的问题进行了分析，并提出了一些土木工程结构设计的优化对策。
关键词：土木工程；结构设计；问题；对策
中图分类号：TU318文献标识码： A
一、土木工程结构设计中存在的问题
（一）土木工程建筑结构基础设计中存在的问题
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，很多的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，重则人员的伤亡。
2、砖混结构中建筑工程构造柱与承重柱混淆不清
土木工程砖混结构建筑的构造柱和梁配合设计，可以对防止墙体裂缝产生的良好效果，是提高房屋建筑抗震水平的重要举措。实际上，设计人员混淆了构造柱和承重柱的概念，将承重柱的设计方法直接套用到构造柱设计当中，没有为构造柱设置基础。如构造柱与承重柱混淆使用会降低墙体的约束作用，一旦有地震发生，构造柱的强度不及承重柱就会使其中的薄弱环节遭到破坏，最终导致建筑的坍塌。在建筑的过程中构造柱一般不另设基础，这就会造成承重能力比较薄弱，当构造柱当做承重柱使用的时候，较大的负荷就会使支撑的部分发生裂缝，所以在设计的过程中设计人员一定要正确区分构造柱与承重柱，根据自身的特点在适当的地方使用，避免错误使用带来的安全隐患。
（二）结构设计牢固性差
安全是结构工程最重要的质量指针，结构的设计与施工水平在一定程度上决定了工程的安全性，所以结构设计是防止破坏倒塌的重要保障，其中牢固性问题已成为工程结构常见的质量隐患，主要体现在以下几个方面:
1、工程设计规范的安全设置水平偏低，对结构构件承载能力的安全性、安全系数范围的定位不明确；
2、工程设计规范的整体牢固性差，在结构工程设计时，设计人员或相关单位不重视设计，也缺少设置安全等级前的论证，因此造成的火灾、地震等人为破坏而造成的整体倒塌现象比较常见；
3、土建结构工程的耐久安全性差，而且缺少对结构的正确使用与维护意识，对于钢筋锈蚀或混凝土腐蚀不重视，从而导致结构安全事故的出现，并造成了土建结构的使用寿命严重缩短。
（三）土木工程结构设计安全设置水平偏低
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。
二、土木工程设计优化的对策
（一）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。
（二）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:
1、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，混凝土轴心抗压强度的设计值和柱轴力的设计值等；
2、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；
3、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。
（三）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接口的控制，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。
（四）安全性设计
在进行安全设计时首先应该注意的就是加强对设计人员的专业素质的要求，让其可以充分的掌握相关设计规范，结构计算要熟练和准确，理论知识要充分，同时培养良好的设计素养。这些都有待于设计人员不断提高自身的专业素质，在工作中对自己严格要求。其次就是相关的设计单位需要进行科学以及有效的管理，施工单位在选择设计单位时需要选择设计经验丰富，相关资质等级较高的单位，这些单位的管理一般都比较的先进。再者就是在进行设计计算时需要细心，除了一般的要求的设计项目需要满足设计要求之外，还需要认真的检查设计的每一个步骤是否有问题，因为一旦计算出现问题，整个设计都会受到影响，因此对于每一个数据都要认真的进行核实和校对。最后就是在进行施工时需要对施工单位进行现场监督，保证施工是按照图纸进行的，在施工验收阶段，通过和施工单位配合，保证施工人员正确的理解施工图纸，避免因为图纸问题引起工程质量问题，同时还应该严格按照工程施工图来进行工程的验收，以保证工程的质量。
（五）科学管理与定期检测
土木工程维护和检测对于土木建筑质量与使用寿命密切相关。而任何的质量问题，都是因量变发展到质变，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。首先，在检测的过程当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。其次，土木工程的牢固性在正常使用中，很难察悉问题，只有遇到严重的灾害时问题才会出现，是由于小的隐患逐步扩散造成。因此，需要对土木工程做定期的维护检测。
三、结语
随着社会经济的快速发展，科学技术水平的不断提高，人们对于土木工程的要求也越来越高。因此必须要进行科学合理的设计，在保证土木工程结构安全与稳定的基础上，满足时展的需要。
参考文献：
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