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【摘 要】 频频发生土木工程安全事故,国家经济会造成严重浪费的同时,也威胁着人们生产生活。自从我国建委颁布质量终身责任制度,在加强施工管理质量后,虽然工程质量明显提高,但是因结构设计造成的工程安全事故发生率明显增加。本文就主要对土木工程结构设计中存在的问题与对策进行了简要分析。
【关键词】 土木工程;结构设计;措施
引言:
虽然我国建筑事业已经取得了不错的发展,建筑技术和设计方面水平都得到了不断提升,但建筑结构设计中还是存在一些问题需要设计师去注意并解决,只有不断纠正和解决结构设计中的问题才能保证建筑结构的稳定性,保证建筑工程质量。
一、土木工程结构设计问题
1、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。
2、低于结构设计规范安全设置
我国土木工程安全规范还存在一些漏洞,因此整体性权威和约束力都不高,与国外土木工程质量水平还有一定距离。国外有一些百年老楼仍然能正常使用,但是我国有些十年建筑存在变形和墙壁开裂问题。形成这种结构问题的根本原因是我国的土木工程的结构规范设计安全与国外还有差距,例如:我国土工程荷载标准值为2000200Kg/m*m;美国为240Kg/m*m;英国为250Kg/m*m,建筑整体质量明显低于国际水平。
3、承重柱设计面积小
土木工程设计人员在抗震结构设计上,对其要求不高地区一般将承重柱面积设计得小,利于分析。但是有时工程受到外力作用时,承重柱与梁柱出现开裂问题,降低建筑使用寿命。特别是地震等作用下,有可能造成建筑倒塌和人员伤亡。
4、混淆承重柱与构造柱设计
土木工程结构设计环节中,设计人员往往会混淆承重柱与构造柱设计,工程牢固性因此受到严重影响,事故发生率明显增高。在土木工程中,构造柱为砖混结构建筑的一部分,和梁柱配合使用,可避免墙壁裂缝,从而在双重保障下提高建筑抗震能力。如果是工程结构设计人员错把构造柱当做承重墙,建筑遇到强烈地震外部作用,建筑结构由于构造柱强度弱于承重柱,出现沉降、裂缝、基础设计不牢靠,建筑因此而倒塌。所以,在结构设计上一定要严格区分承重柱与构造柱,以免发生严重的工程事故,造成不良后果的发生。
5、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、工程结构设计过程中需要注意的问题
1、箱、筏基础底板的挑板问题
从工程结构方面来看,假设能够出挑板,可以将边跨底板钢筋进行调整。尤其是在底板钢筋通常进行布置的过程中,不会由于边跨钢筋而增加整个底板的通长筋,这是比较节约的。在挑板之后,可以缩减基底的附加应力,在基础形式在天然地基和其他人工地基坎上的状况时,加挑板可以选择使用天然地基,可以有效的缩减整体的沉降。当荷载产生偏移的情况下,特定方位设置挑板能够有效的对沉降误差和倾斜度进行有效的调节。窗井范围可以当成是挑板上砌墙,不应当再出长挑板。纵使在对该部位板进行计算的时候不可以按照挑板计算的,但这一方面的問题并不是完全性的,在有多层地下室的情况下,窗井横隔墙密度大,并且横隔墙跟内部强相互连接,能够灵活的进行调整。在地下水位较高的情况时,出基础挑板。这样有助于处理抗浮问题。从建筑方面来分析,取消挑板,对柔性防水做法是非常有利的。
2、梁、板的计算跨度
通常在教科书或者手册上提出的计算跨度,如净跨的1.1倍等。上述概念仅适合使用在常规的工程结构设计当中,在运用广泛的宽扁梁当中是非常不合适的。梁板结构简单的分析是,梁中心线中有一个刚性的支座,消除梁的概念,把梁板统一为一个变截的面板。在扁梁结构当中,梁高与板厚大小类似的情况下,可把计算长度取梁中心,选择梁中心部位的弯矩和梁厚,梁边弯矩和板厚配筋,挑选两者的配筋最大值。柱子通常可认为是最大截面梁,所以在梁配筋的过程中可以选择柱边弯距。削峰是正常现象,如果不削峰则会存在一定的问题。
3、摩擦角区域的问题
在进行基坑开挖的时候,摩擦角区域当中的坑边基底土会遭受到一定的制约,不反弹。坑中心地基土反弹,回弹仪弹性为主,回弹部分被人工清除。在基础小的情况下,坑底会遭受巨大的制约力,回弹可以忽略。在计算沉降的过程当中,需要遵循基底附加力进行计算。在大基坑的情况下,约束力相对来讲比较小,如箱基。计算沉降的时候需要遵循基底压力进行计算,受到坑边土制约的部分可以当作安全储备。这是造成计算沉降与实际沉降相比大很多的主要原因。
4、抗震缝增加距离
抗震缝增加,经过统计了解到,能够遵循相关规定要求来设置防震缝,在地震的时候会产生40%的碰撞。为此,需要提升抗震缝相互间的距离。
5、回弹再压缩
在开挖基坑的过程中,摩擦角区域当中的坑边基底土会遭受到一定的制约,不反弹。坑中心地基土反弹,回弹仪弹性为主,回弹部分被人工清除。在基础小的情况下,坑底会遭受巨大的制约力,回弹可以忽略。在计算沉降的过程当中,需要遵循基底附加力进行计算。在大基坑的情况下,约束力相对来讲比较小,如箱基。计算沉降的时候需要遵循基底压力进行计算,受到坑边土制约的部分可以当作安全储备。这是造成计算沉降与实际沉降相比大很多的主要原因。
6、主梁有次梁部位加附加筋
通常会先加箍筋,附加箍筋可以当作是主梁箍筋在次梁截面区域当中无法加箍筋或箍筋缺少,在次梁的两侧添加,像板上洞口附加筋。附加筋通常会有,但这并不是完全性的。规范中明显的提出,位于梁下部或梁截面高度范围当中的集中荷载,需要完全由附加横向钢筋承担。这就是说,在梁上的集中力需要加附加筋。但是,梁截面高度区域当中的集中荷载可以依据现实的情况来决定。在主梁截面和次梁截面差别不大,但次梁截面大的情况下,可以加附加筋。当主梁较高,次梁截面小、荷载小的情况时,比如其与板上附加暗梁接近,主梁是不可以加附加筋的。在主次梁截面都大的情况下,假设工程要求形成的主次深梁,荷载不大,主梁是可以不加附加筋的。总体来讲,在主梁上次梁开裂之后,从次梁的受压区顶至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁产生剪力清下,主梁可不加附加筋。梁上集中力,形成的剪力在整个梁区域当中是完全相同的。为此,抗剪满足,集中力一定会达到相关的要求。主次深梁及次梁相对主梁截面、荷载小的情况下,也是可以达到相关要求的。
三、结束语
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]薛扬欣.土木工程结构设计安全问题分析及策略研究[J].建设科技,2012.
[2]王忠伟.关于土木工程结构设计安全性与经济性的探讨[J].华章,2013.
[3]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.
【关键词】 土木工程;结构设计;措施
引言:
虽然我国建筑事业已经取得了不错的发展,建筑技术和设计方面水平都得到了不断提升,但建筑结构设计中还是存在一些问题需要设计师去注意并解决,只有不断纠正和解决结构设计中的问题才能保证建筑结构的稳定性,保证建筑工程质量。
一、土木工程结构设计问题
1、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。
2、低于结构设计规范安全设置
我国土木工程安全规范还存在一些漏洞,因此整体性权威和约束力都不高,与国外土木工程质量水平还有一定距离。国外有一些百年老楼仍然能正常使用,但是我国有些十年建筑存在变形和墙壁开裂问题。形成这种结构问题的根本原因是我国的土木工程的结构规范设计安全与国外还有差距,例如:我国土工程荷载标准值为2000200Kg/m*m;美国为240Kg/m*m;英国为250Kg/m*m,建筑整体质量明显低于国际水平。
3、承重柱设计面积小
土木工程设计人员在抗震结构设计上,对其要求不高地区一般将承重柱面积设计得小,利于分析。但是有时工程受到外力作用时,承重柱与梁柱出现开裂问题,降低建筑使用寿命。特别是地震等作用下,有可能造成建筑倒塌和人员伤亡。
4、混淆承重柱与构造柱设计
土木工程结构设计环节中,设计人员往往会混淆承重柱与构造柱设计,工程牢固性因此受到严重影响,事故发生率明显增高。在土木工程中,构造柱为砖混结构建筑的一部分,和梁柱配合使用,可避免墙壁裂缝,从而在双重保障下提高建筑抗震能力。如果是工程结构设计人员错把构造柱当做承重墙,建筑遇到强烈地震外部作用,建筑结构由于构造柱强度弱于承重柱,出现沉降、裂缝、基础设计不牢靠,建筑因此而倒塌。所以,在结构设计上一定要严格区分承重柱与构造柱,以免发生严重的工程事故,造成不良后果的发生。
5、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、工程结构设计过程中需要注意的问题
1、箱、筏基础底板的挑板问题
从工程结构方面来看,假设能够出挑板,可以将边跨底板钢筋进行调整。尤其是在底板钢筋通常进行布置的过程中,不会由于边跨钢筋而增加整个底板的通长筋,这是比较节约的。在挑板之后,可以缩减基底的附加应力,在基础形式在天然地基和其他人工地基坎上的状况时,加挑板可以选择使用天然地基,可以有效的缩减整体的沉降。当荷载产生偏移的情况下,特定方位设置挑板能够有效的对沉降误差和倾斜度进行有效的调节。窗井范围可以当成是挑板上砌墙,不应当再出长挑板。纵使在对该部位板进行计算的时候不可以按照挑板计算的,但这一方面的問题并不是完全性的,在有多层地下室的情况下,窗井横隔墙密度大,并且横隔墙跟内部强相互连接,能够灵活的进行调整。在地下水位较高的情况时,出基础挑板。这样有助于处理抗浮问题。从建筑方面来分析,取消挑板,对柔性防水做法是非常有利的。
2、梁、板的计算跨度
通常在教科书或者手册上提出的计算跨度,如净跨的1.1倍等。上述概念仅适合使用在常规的工程结构设计当中,在运用广泛的宽扁梁当中是非常不合适的。梁板结构简单的分析是,梁中心线中有一个刚性的支座,消除梁的概念,把梁板统一为一个变截的面板。在扁梁结构当中,梁高与板厚大小类似的情况下,可把计算长度取梁中心,选择梁中心部位的弯矩和梁厚,梁边弯矩和板厚配筋,挑选两者的配筋最大值。柱子通常可认为是最大截面梁,所以在梁配筋的过程中可以选择柱边弯距。削峰是正常现象,如果不削峰则会存在一定的问题。
3、摩擦角区域的问题
在进行基坑开挖的时候,摩擦角区域当中的坑边基底土会遭受到一定的制约,不反弹。坑中心地基土反弹,回弹仪弹性为主,回弹部分被人工清除。在基础小的情况下,坑底会遭受巨大的制约力,回弹可以忽略。在计算沉降的过程当中,需要遵循基底附加力进行计算。在大基坑的情况下,约束力相对来讲比较小,如箱基。计算沉降的时候需要遵循基底压力进行计算,受到坑边土制约的部分可以当作安全储备。这是造成计算沉降与实际沉降相比大很多的主要原因。
4、抗震缝增加距离
抗震缝增加,经过统计了解到,能够遵循相关规定要求来设置防震缝,在地震的时候会产生40%的碰撞。为此,需要提升抗震缝相互间的距离。
5、回弹再压缩
在开挖基坑的过程中,摩擦角区域当中的坑边基底土会遭受到一定的制约,不反弹。坑中心地基土反弹,回弹仪弹性为主,回弹部分被人工清除。在基础小的情况下,坑底会遭受巨大的制约力,回弹可以忽略。在计算沉降的过程当中,需要遵循基底附加力进行计算。在大基坑的情况下,约束力相对来讲比较小,如箱基。计算沉降的时候需要遵循基底压力进行计算,受到坑边土制约的部分可以当作安全储备。这是造成计算沉降与实际沉降相比大很多的主要原因。
6、主梁有次梁部位加附加筋
通常会先加箍筋,附加箍筋可以当作是主梁箍筋在次梁截面区域当中无法加箍筋或箍筋缺少,在次梁的两侧添加,像板上洞口附加筋。附加筋通常会有,但这并不是完全性的。规范中明显的提出,位于梁下部或梁截面高度范围当中的集中荷载,需要完全由附加横向钢筋承担。这就是说,在梁上的集中力需要加附加筋。但是,梁截面高度区域当中的集中荷载可以依据现实的情况来决定。在主梁截面和次梁截面差别不大,但次梁截面大的情况下,可以加附加筋。当主梁较高,次梁截面小、荷载小的情况时,比如其与板上附加暗梁接近,主梁是不可以加附加筋的。在主次梁截面都大的情况下,假设工程要求形成的主次深梁,荷载不大,主梁是可以不加附加筋的。总体来讲,在主梁上次梁开裂之后,从次梁的受压区顶至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁产生剪力清下,主梁可不加附加筋。梁上集中力,形成的剪力在整个梁区域当中是完全相同的。为此,抗剪满足,集中力一定会达到相关的要求。主次深梁及次梁相对主梁截面、荷载小的情况下,也是可以达到相关要求的。
三、结束语
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]薛扬欣.土木工程结构设计安全问题分析及策略研究[J].建设科技,2012.
[2]王忠伟.关于土木工程结构设计安全性与经济性的探讨[J].华章,2013.
[3]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.