摘要:在土木工程建设发展的过程中,有效的工程结构设计是保障土木工程建设高质量完成的基础,能够极大的提高土木工程建设过程中使用的施工技术的合理性和科学性,而且也能够对土木工程施工中潜在的风险和问题进行有效的预防和解决。同时,施工技术科学合理的运用又能保障土木工程结构设计得以完美的实现,因此,研究土木工程结构设计与施工技术两者之间的关系对促进土木工程实现真正的高质量、高效率施工有着非常重要的现实意义。在此基础之上,作者根据实际工作经验就土木工程结构设计与施工技术两者之间的关系展开了深入的研究和细致的分析,以供广大工程技术人员进行参考和评价。
关键词:土木工程;结构设计;施工技术;关系;措施
1、土木工程结构设计概述
1.1、土木工程结构设计的基本要求
结构设计是土木工程建设过程中非常重要的内容,因此,在土木工程结构设计过程中要满足一些基本设计要求:①精确的计算出土木工程各项结构构件的承载能力,而且也要对其的使用极限进行细致的验算;②根据我国有关文件规定的抗震6-9度的设防烈度,并结合工程所在地区的现实状况,选用不同的抗震等级做好土木工程结构的抗震设计;③如果结构设计过程中同时出现多种作用效应,那么就要对各个作用下的效应进行精确的计算,防止出现不好的作用组合影响土木工程结构的安全性。
1.2、土木工程结构设计需遵循的原则
①优劣互补的原则。合理的土木工程结构设计工作必须要遵循优劣互补的原则,结构刚度过高就会极大的降低土木工程结构的变形能力,当土木工程结构遭受很大的破坏作用力时,就要增强结构的承受能力,如果无法承受破坏力的作用,就会导致土木工程结构出现局部受损或全部破坏的严重安全问题;而如果结构的刚度过低就会极大的增加结构变形的几率,虽然太柔的结构抵抗外力的能力比较好,但是结构容易出现变形也严重的影响着其正常使用。②分清主次的原则。在土木工程结构设计过程中,负责设计的工作人员一定要对“强柱弱梁、强剪弱弯”等关键性问题给予充分的重视。土木工程结构设计中会设计各种各样的结构构件,而且不同的构件对土木工程结构有着不同的作用,因此,一定要分清其主次,明确其轻重,从而确保各构件之间形成最优化组合。③层层设置的原则。层层设置安全结构体系能够有效保障土木工程结构设计具有良好的安全性和稳定性,从而有效的抵御外力对土木工程结构的破坏,降低安全事故发生的几率。只依靠某单一结构来抵御风险显然是无法达到理想效果的,因此,在安全结构层层设置的过程中,要用框架剪力墙代替纯框架墙,用多肢墙代替单片墙,从而提高结构的安全性。
2、土木工程结构设计和施工存在的问题分析
2.1、楼层平面刚度
楼层平面刚度一直是土木工程结构设计过程中困扰设计人员的难题之一。在土木工程结构设计的时候,设计人员经常会只利用数学力学模型对楼板的变形计算程序进行设计,不能充分认识到楼层平面刚度设计的重要性,从而导致计算出的各项数据的有效性很差。基于此,在土木工程结构设计的过程中一定要利用有效的结构设计方案解决前期存在的一些安全问题,减少安全隐患,提高土木工程结构的安全性能。
2.2、结构设计容易忽视纵向框架
抗震性能的好坏直接影响着土木工程结构的安全。因此,在土木工程结构设计过程中,要根据我国当下通用的建筑设计规范,对结构的抗震性能进行精确的计算,确保土木工程的抗震性能达到工程的实际要求。同时,在设计土木工程框架结构的过程中,要对横向和纵向的框架设计给予充分的重视。若是按照一般连续梁的设计标准对土木工程的纵向框架进行抗震设计的话,就会导致梁柱节点和框架中箍筋及纵筋的配置达不到工程的实际设计要求。在土木工程结构设计过程中,常常会因为不重视纵向抗震性能的设计而造成框架结构出现支座负筋、纵筋及箍筋的配置缺乏合理性的问题。
2.3、基础结构设计问题
基础结构设计的高质量才能保证整体土木工程结构安全的基本,但是由于当下在土木工程基础结构设计过程中存在着极大的不规范性和不科学性,从而极大的降低了土木工程基础结构施工的质量。比如,许多设计人员在设计基础结构时只是单方面的依据施工方人员给的口头描述的数据,而不对工程进行细致的地质勘查就开始设计工作,这种没有有效数据做支撑的基础结构设计必然会导致土木工程结构基础施工的质量达不到工程的实际要求标准。
同时,因为没有严格规范土木工程基础结构设计过程中的荷载情况,所以也不可避免会导致基础结构施工质量不达标。因此,设计人员一定要准确地标明基础结构的荷载数据,防止出现基础承载的负荷过高而影响整个土木工程的质量和安全。除此之外,还有许多设计人员在进行软土地段基础结构设计的过程中,不对施工地点的地质灾害情况进行精确细致的勘测,而只是凭借自己的工作经验开展基础结构的设计工作,必然会给土木工程施工带来诸多的安全隐患。
3、促进土木工程结构设计与施工技术协调发展的措施
3.1建立结构优化模型
结构优化设计模型及计算方案是对土木工程结构进行优化设计的两个重要的内容。土木工程结构的优化设计工作就是要选出变量中的主要参数,对其进行有效的数据分析并建立函数模型,利用科学的计算方法结合函数模型得出最佳的设计方案。建立模型的具体方法有:①对设计变量进行选择和确定。选择出合理的设计变量是保障模型建立工作顺利开展的重要条件,从而也有利于选出对结构设计要求影响很大的参数,并对其重要性进行区分。同时,合理化的选择设计变量是减少计算编程工作量的有效途径;②确定目标函数。根据得到的达到条件标准的最佳函数对约束条件进行确定。应力约束、裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、从弹塑性约束等都是约束土木工程结构优化设计的主要条件因素。同时要最大程度的确保土木工程结构优化设计过程中全部的约束条件都要达到设计规范的标准要求。
3.2 土木工程建筑中的深基坑支护设计和施工技术
目前,在进行土木工程结构设计的时候,一般没有对深基坑支护的设计内容。通常情况下,土木工程结构设计都是根据工程的总平面图,结合建筑物的具体分布状况和基坑的侧面墙壁的土质及高度对土木工程施工提出有效的建议,再给施工单位自己负责设计工作。计算机技术应用愈加广泛,也极大的提高了土木工程深基坑设计的科学性,然而由于技术尚不完善所以没有有效的应用于土木工程结构设计中。因此,负责土木工程结构设计的工作人员一定要革新观念,积极的引进计算机技术应用于深基坑支护设计中,并利用合理的先进施工技术有效提高支护施工的质量。
3.3、采用钻孔灌注桩基础来进行高层建筑的建设
在以往的进行土木工程结构设计时,基本没有对高层建筑的钻孔灌注桩基础要采用的施工技术进行标注和说明,而是让施工单位自行选择使用与否,难以保障结构设计与施工技术之间协调关系。因此,为了实现土木工程结构设计和施工技术之间的协调关系,一定要在设计土木工程结构图时标注清楚高层建筑钻孔灌注桩基础施工所要使用的技术及设备,避免出现施工单位为节约成本而忽略施工技术的合理性和工程质量。土木工程结构设计和施工技术的有机结合,能够有效的保障现实施工时使用的施工技术满足工程的实际要求,避免出现施工技术达不到设计要求而难以保障桩基高质量施工和工程进度。
3.4、概念设计结合细部结构设计优化
概念设计过程中通常都不根据工程实际进行设计,所以具体计算过程中难以达到工程实际要求,数据的精确性很差。为了保证概念设计的有效性,设计人员充分考虑工程实际要求,运用有效的工程数据进行概念设计。这就要求负责设计的工作人员开展设计工作时要重视整体设计和细部结构优化设计有效结合,提高细节方面的工作质量,进而达到理想的整体效果。例如,增强材料强度及抗拉能力等各个细部因素的设计质量可以有效地实现结构设计的优化。
4、总结
综上所述,正确认识的土木工程结构设计和施工技术之间的关系,利用合理的结构设计和有效的施工技术能够有效的减少实际施工的工作量,提高土木工程建设的工作效率和质量,同时也要重视提高设计人员和管理人员的综合素质,确保结构设计和施工技术之间实现最优化的组合,从而促进土木工程建设事业实现更好更快的发展。
参考文献
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