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摘要：土木工程的结构是否牢固，直接关系到工程的安全性和人民的生命财产。因此，本文对土木工程结构设计中存在的问题与对策进行了分析探讨。
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
1、结构设计牢固性差
目前土木工程的牢固性已成為工程结构常见的质量隐患。尽管局部结构的损坏不会破坏整体结构,但一旦发生天灾或意外事故,将是对结构的延性设计、冗余度设计的极大考验。土木工程的结构是否牢固直接关系到工程的安全性水平。目前我国很多土木工程在结构设计上很不完善,给土木工程建筑物的坍塌、损坏等重大伤亡事故埋下了伏笔。譬如地基结构设计没有考虑到地质承载能力等情况，对设计的论证不足，自然难以保证外力破坏下工程结构的安然无恙。房屋的大范围倒塌，从侧面说明了结构牢固性的重要性。譬如地基结构设计没有考虑到地质承载能力等情况，对设计的论证不足，自然难以保证外力破坏下工程结构的安然无恙。
2、土木工程结构设计中，安全使用与维护意识不足
在土建结构设计与施工中，要把土木工程规定耐久性作为重点放在设计与施工中，这是加强结构强度的必然要求，然而，在实际设计工作中，对于一些因为环境因素影响下对建筑结构耐久性产生较大影响的因素则很少在设计时进行考虑，而且在很多方面也没有详细的规定。普遍存在土建结构使用寿命偏低或造成结构安全事故，这不单单是设计单位对结构耐久性的忽视，使用者也是重要的因素之一，对建筑结构没有充分的认识，从而造成建筑结构出现问题，带来一定的危害。
3、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、土木工程结构设计的对策
1、结构设计方案的确定
以某楼房土木工程的结构设计为例，结构设计方案的内容包括框架结构选择、基础布置、结构措施等，具体方案内容如下：(1)框架结构由梁、柱构件组成，构件之间由节点进行连接，以承受竖向荷载和水平荷载的能力。如果是多层建筑，还要考虑水平风荷载的因素。另外，框架结构要选择由钢筋混凝土梁、柱等杆件刚接的体系，以满足抗震、承载等要求；(2)基础布置需要考虑工程现场的地质条件、水文条件、施工条件等。如果层数比较少，意味着上部结构荷载力不大，可选择独立基础的结构模式。如果层数比较多，则要采用综合基础的结构模式；(3)结构措施要根据土木工程的抗震设计规范要求，通过地震作用的计算，采取必要的抗震措施。譬如在同一个标高位置上，埋设同一结构单位的基础。或者梁柱采用整体浇筑的方式，选择尺寸合适的配筋等构件。
2、对于后续施工中遇到的问题，要及时修改结构设计
不是说设计人员在完成土木工程的设计稿就可以功成身退，这只是一个开始而已，在后续施工过程中，施工人员要与设计人员时刻保持联系，彼此互通消息。面对施工时出现的难题，施工人员应与设计人员沟通、讨论，解决问题或者修改设计方案，避免发生不必要的事故。修改设计不是对结构设计本身的否定，而是对于更完美地呈现出优秀的作品、华丽而安全的建筑的一种必需的付出。结构设计的不断修改，是不断提升的过程，我们必须正面对待修改设计方案，因为所做的一切都是为了确保土木工程结构设计的安全性，只有安全度高的建筑才能长久地屹立于大地上，并且将设计人员的名字永久流传。
3、逐渐提高土木工程结构设计的安全性
要保证施工质量与安全，必须首先从工程结构的设计着手，工程结构设计的安全性是施工过程保质保量的完成施工任务的重要保证。施工方可以在施工中严格监控工程的质量与安全，那么结构设计的安全性必须在设计的过程中得到保障。完善设计标准，严格按照工程规定的安全规章制度进行结构设计工作，并且加强学习借鉴国外先进的技术经验，争取靠近并达到国际安全等级的水平。另外，管理部门要具体问题具体分析，认真对结构设计进行实际论证，力求提高建筑结构的安全设计水平。
4、增加结构的耐久性
土木工程的设计往往把重视不同荷载作用下工程的安全性和耐久性，而忽略了环境因素对土木工程的耐久性和安全性的影响，比如：湿度、温度、土和水的酸碱度、化学腐蚀等等因素。而这些因素恰恰是影响混凝土和钢筋使用寿命的主要因素。忽略了这些环境因素，对土木工程的耐久性和安全性造成影响，存在重大安全隐患。土木工程的结构设计完稿后，经过审核等没有问题之后，并不代表从此不再修改设计稿。在后续的施工过程中，设计人员和施工人员还要保持密切的联系，当施工中遇到问题、难题，应及时通知设计人员来核对图纸、解决问题、修改设计，否则，易造成重大事故的发生。
三、土木工程结构设计的优化
选择设计变量：所谓设计变量，是指在结构设计过程中需要优化的量，具体包括构件尺寸、结构形状和结构材料等。通常来讲，设计变量越多，优化效果就越好，但复杂度也相应加大。在实际设计过程中，总是尽可能低减少设计变量，将那些不会产生太大优化效果的参数排除。设计变量的选择要以客观条件为依据，要合理控制其选择范围，若是将梁的截面高度选为设计变量，根据具体要求，它是受一定限制的。
目标函数建立：目标函数是对以设计变量目标性指标的一种解析表达式。目标函数是衡量结构方案好与坏的重要标准，结构的刚度、抗震力、形状、尺寸和重量等都能够成为目标函数。
约束条件设立：所谓约束条件，是指优化过程中要遵守的具体条件。约束条件一定要符合具体的设计要求和设计标准。在设立约束条件时，要将那些和优化变量有关，必须存在的限制条件作为约束条件，并去掉一些可有可无的限制条件，尽可能地实现简化。在优化过程中，约束条件主要分为两类：第一，设计标准和设计要求中有明确规定的数值，比如梁的宽度要求、配筋率要求和钢筋混凝土要求等；第二，确保结构常态下的稳定性、安全性和承载性等的限制，这些条件通常和设计变量之间不存在直接联系，需要经过复杂计算才能确定和设立。
优化算法选择：为了取得良好的优化效果，必须要在构建优化模型基础上，合理选择优化算法。选择合理的优化算法对优化模型进行解算，可将其视为在约束条件下求目标函数相关值的问题。就现实来讲，约束条件和目标函数并非单纯的非线性，还具有隐形函数性质，因此，不同的优化问题要选择相应的优化算法，以此来确保优化效果的最佳化。
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]王宪,翟立娜.土木工程结构设计[J].中外企业家,2014,03:180-181.
[2]王海波.浅谈土木工程结构设计中的安全性与经济性[J].江西建材,2014,02:25.
[3]肖淼.浅谈土木工程结构设计安全问题[J].江西建材,2014,06:32.
[4]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.
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
1、结构设计牢固性差
目前土木工程的牢固性已成為工程结构常见的质量隐患。尽管局部结构的损坏不会破坏整体结构,但一旦发生天灾或意外事故,将是对结构的延性设计、冗余度设计的极大考验。土木工程的结构是否牢固直接关系到工程的安全性水平。目前我国很多土木工程在结构设计上很不完善,给土木工程建筑物的坍塌、损坏等重大伤亡事故埋下了伏笔。譬如地基结构设计没有考虑到地质承载能力等情况，对设计的论证不足，自然难以保证外力破坏下工程结构的安然无恙。房屋的大范围倒塌，从侧面说明了结构牢固性的重要性。譬如地基结构设计没有考虑到地质承载能力等情况，对设计的论证不足，自然难以保证外力破坏下工程结构的安然无恙。
2、土木工程结构设计中，安全使用与维护意识不足
在土建结构设计与施工中，要把土木工程规定耐久性作为重点放在设计与施工中，这是加强结构强度的必然要求，然而，在实际设计工作中，对于一些因为环境因素影响下对建筑结构耐久性产生较大影响的因素则很少在设计时进行考虑，而且在很多方面也没有详细的规定。普遍存在土建结构使用寿命偏低或造成结构安全事故，这不单单是设计单位对结构耐久性的忽视，使用者也是重要的因素之一，对建筑结构没有充分的认识，从而造成建筑结构出现问题，带来一定的危害。
3、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、土木工程结构设计的对策
1、结构设计方案的确定
以某楼房土木工程的结构设计为例，结构设计方案的内容包括框架结构选择、基础布置、结构措施等，具体方案内容如下：(1)框架结构由梁、柱构件组成，构件之间由节点进行连接，以承受竖向荷载和水平荷载的能力。如果是多层建筑，还要考虑水平风荷载的因素。另外，框架结构要选择由钢筋混凝土梁、柱等杆件刚接的体系，以满足抗震、承载等要求；(2)基础布置需要考虑工程现场的地质条件、水文条件、施工条件等。如果层数比较少，意味着上部结构荷载力不大，可选择独立基础的结构模式。如果层数比较多，则要采用综合基础的结构模式；(3)结构措施要根据土木工程的抗震设计规范要求，通过地震作用的计算，采取必要的抗震措施。譬如在同一个标高位置上，埋设同一结构单位的基础。或者梁柱采用整体浇筑的方式，选择尺寸合适的配筋等构件。
2、对于后续施工中遇到的问题，要及时修改结构设计
不是说设计人员在完成土木工程的设计稿就可以功成身退，这只是一个开始而已，在后续施工过程中，施工人员要与设计人员时刻保持联系，彼此互通消息。面对施工时出现的难题，施工人员应与设计人员沟通、讨论，解决问题或者修改设计方案，避免发生不必要的事故。修改设计不是对结构设计本身的否定，而是对于更完美地呈现出优秀的作品、华丽而安全的建筑的一种必需的付出。结构设计的不断修改，是不断提升的过程，我们必须正面对待修改设计方案，因为所做的一切都是为了确保土木工程结构设计的安全性，只有安全度高的建筑才能长久地屹立于大地上，并且将设计人员的名字永久流传。
3、逐渐提高土木工程结构设计的安全性
要保证施工质量与安全，必须首先从工程结构的设计着手，工程结构设计的安全性是施工过程保质保量的完成施工任务的重要保证。施工方可以在施工中严格监控工程的质量与安全，那么结构设计的安全性必须在设计的过程中得到保障。完善设计标准，严格按照工程规定的安全规章制度进行结构设计工作，并且加强学习借鉴国外先进的技术经验，争取靠近并达到国际安全等级的水平。另外，管理部门要具体问题具体分析，认真对结构设计进行实际论证，力求提高建筑结构的安全设计水平。
4、增加结构的耐久性
土木工程的设计往往把重视不同荷载作用下工程的安全性和耐久性，而忽略了环境因素对土木工程的耐久性和安全性的影响，比如：湿度、温度、土和水的酸碱度、化学腐蚀等等因素。而这些因素恰恰是影响混凝土和钢筋使用寿命的主要因素。忽略了这些环境因素，对土木工程的耐久性和安全性造成影响，存在重大安全隐患。土木工程的结构设计完稿后，经过审核等没有问题之后，并不代表从此不再修改设计稿。在后续的施工过程中，设计人员和施工人员还要保持密切的联系，当施工中遇到问题、难题，应及时通知设计人员来核对图纸、解决问题、修改设计，否则，易造成重大事故的发生。
三、土木工程结构设计的优化
选择设计变量：所谓设计变量，是指在结构设计过程中需要优化的量，具体包括构件尺寸、结构形状和结构材料等。通常来讲，设计变量越多，优化效果就越好，但复杂度也相应加大。在实际设计过程中，总是尽可能低减少设计变量，将那些不会产生太大优化效果的参数排除。设计变量的选择要以客观条件为依据，要合理控制其选择范围，若是将梁的截面高度选为设计变量，根据具体要求，它是受一定限制的。
目标函数建立：目标函数是对以设计变量目标性指标的一种解析表达式。目标函数是衡量结构方案好与坏的重要标准，结构的刚度、抗震力、形状、尺寸和重量等都能够成为目标函数。
约束条件设立：所谓约束条件，是指优化过程中要遵守的具体条件。约束条件一定要符合具体的设计要求和设计标准。在设立约束条件时，要将那些和优化变量有关，必须存在的限制条件作为约束条件，并去掉一些可有可无的限制条件，尽可能地实现简化。在优化过程中，约束条件主要分为两类：第一，设计标准和设计要求中有明确规定的数值，比如梁的宽度要求、配筋率要求和钢筋混凝土要求等；第二，确保结构常态下的稳定性、安全性和承载性等的限制，这些条件通常和设计变量之间不存在直接联系，需要经过复杂计算才能确定和设立。
优化算法选择：为了取得良好的优化效果，必须要在构建优化模型基础上，合理选择优化算法。选择合理的优化算法对优化模型进行解算，可将其视为在约束条件下求目标函数相关值的问题。就现实来讲，约束条件和目标函数并非单纯的非线性，还具有隐形函数性质，因此，不同的优化问题要选择相应的优化算法，以此来确保优化效果的最佳化。
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]王宪,翟立娜.土木工程结构设计[J].中外企业家,2014,03:180-181.
[2]王海波.浅谈土木工程结构设计中的安全性与经济性[J].江西建材,2014,02:25.
[3]肖淼.浅谈土木工程结构设计安全问题[J].江西建材,2014,06:32.
[4]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.