土木工程结构设计探究

土木工程结构设计探究

　　土木工程既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等技术活动，也指工程建设的对象。

　　土木工程结构设计探究

　　摘要：对于建筑工程而言，结构设计十分重要，特别是对于高层建筑而言更是重中之重。

　　不仅可以在人们正常生活中发挥重要的作用，还可以保证人们的生命与财产安全。

　　在我国的高层建筑建设中对于结构设计有着相当严格的要求，本文将对土木工程结构设计中如何考虑抗震问题进行分析。

　　关键词：土木工程;结构设计;抗震问题;方法探讨

　　1前言

　　目前，房屋建筑的规模不断增加，其内部结构越来越复杂，因此其结构设计的优化难度不断提升，这就要求设计者需对房屋的外围、房顶、房屋细节等多个部位的结构设计实施优化，提高抗震能力。

　　2结构设计意义

　　社会发展的步伐越来越快，各类大型建筑层出不穷，加之人们对于房屋使用的要求不断提高，优化现代房屋的结构设计十分必要，这对于提升建筑实用性、经济等均有重要意义。

　　提高房屋设计质量能够大幅度增加其使用价值，包括美学价值、经济价值以及社会价值。

　　与此同时，加强建筑结构的优化设计，还能够全面降低建筑投资成本，节约施工材料，同时又能对建筑周围的环境给予保护，为用户打造出一个优质的居住环境和工作环境。

　　对建筑结构的设计进行优化，就是在原始设计方案的基础上改进与完善房屋结构设计，充分使用房屋剩余空间资源，进一步满足人们对房屋的实际使用需求，保障房屋建筑结构设计体系的合理和安全。

　　但是地区为地震频发区域，房屋建筑工程结构设计需要把控好设计质量，且需要房建结构设计体系的选型，提高房屋建筑总体设计的质量和抗震性能。

　　3土木工程结构设计中抗震方案应用分析

　　3.1设计结构模型

　　初步设计一个基础的房屋结构模型是应用房屋结构优化设计方案的首要步骤，第一阶段需要选择合理的变量以及一些常用数据、指标，例如：房屋建筑结构设计目标参数、损失参数、结构的可靠性参数以及价格参数等，这些参数可以作为结构优化设计的变量指标，与此同时，亦是结构设计中需要重点考虑的内容。

　　房屋设计者所选的衡量参考指标应该属于考虑因素少并变化幅度小的指标，这样才会将结构设计、优化的难度降低，后期的工作难度也随之得到降低，这样，便于设计人员更好地设计出最佳优化方案。

　　进入第二阶段后，需要对相关设计函数进行确定，需在大量函数与指标中选择与房屋建筑横截面积、钢筋尺寸等数据最为相近的函数指标，然后分析这些指标的性质，以便降低建筑成本。

　　进入第三阶段后，设计人员需要衡量房屋建筑的结构设计条件，分析房屋的结构刚性、整体构架及其稳定性、结构尺寸、结构变形限制、受力限制、结构可塑性、规格指标等。

　　通过分析结果衡量建筑的实际情况，达到不断优化设计的效果，促进房屋建筑的抗震能力。

　　3.2应用最优的统计分析

　　程序房屋设计人员在完成房屋建筑的结构设计模型建立工作后，要根据模型的实际情况及各方面优化条件来选取最佳计算方法，应用最优的设计程序，确保其用途齐全、功能完善、运转效率高。

　　然后设计人员对上述模型的分析结果展开研究与统计，对不同设计方案进行认真衡量比对，力求从各个角度来考虑问题，全面保障建筑后期使用的经济效益与社会效益，最后以综合平衡角度和节省成本立场，加强技术改进，全面提升房屋建筑的综合效益。

　　3.3房屋建筑的细部结构优化设计

　　房屋建筑的细部结构对其整体结构质量以及稳定性均起到决定性的作用，在房屋建筑的结构设计过程当中，由于缺乏真实的房屋结构数据，极有可能在房屋建筑细部结构的计算过程中出现误差，由于受到各种外在因素影响，导致建筑结构的优化设计方案与实际效果出现巨大偏差。

　　这样一来，不但使房屋建筑细节部分的结构设计出现较多问题，同时也对房屋建筑的整体结构带来隐患。

　　所以，设计人员在开展结构优化设计的时候，应当对房屋建筑的整体细节部分进程充分的了解掌握，不断优化其细节部分的设计效果，防治后期房屋细部结构出现断裂、错位等情况，使建筑本身的经济性、安全性都能够双双提高。

　　除此之外，还需要确保室内挂饰、悬吊灯具、人工造影装置和房建主体结构之间连接的强度，避免出现连接设计不牢固，在地震时出现物件坠落，出现人员受伤现象。

　　3.4房屋建筑的基础结构优化设计

　　在整个房屋建筑设计中，基础结构的设计质量会对整体房屋结构及其稳定性、功能性造成直接影响，所以，在进行基础结构优化设计环节，设计人员更应当加强优化力度，对房屋建筑的基桩类型、以及基础结构、地基地质等各个方面加强优化，

　　并且给予全面控制，确定合理的桩基形式，充分掌握基桩直径及其长度等，全面优化设计方案，是房屋建筑基础结构以及后期的施工技术、资金投入平衡点等得到合理确定，在此基础上，保障房屋建筑整体结构的稳定性与强度等。

　　在局部墙体结构设计过程之中，需要注意墙体的设计尺寸，墙体尺寸应控制在最小限制范围之内，确保墙体截面能满足8级抗震需求，避免建筑物发生强震之后，建筑物倒塌或开裂现象。

　　3.5房屋建筑的桩基优化设计

　　在房屋建筑的结构设计中，桩基设计属于重要内容，桩基设计属于房屋基础结构设计的范畴，同样，良好的桩基础设计，能够保障建筑结构的稳定与安全。

　　一般情况下，桩基可以可分作预制桩与灌注桩。

　　其中，灌注桩对房屋建筑整体的施工质量稍难把握，且施工技术要求严格，工序复杂工期长。

　　因此，符合沉降指标的前提下可以优先选择预制桩，这样可以保障基桩结构稳定，同时缩减工序，节约大量的人力、财力及物力。

　　此外，随着房屋建筑桩基不断加深，建筑区域土壤与桩基之间的摩擦力会越来越大，在此状态下也比较适合运用预制桩。

　　在房建的设计中，需要保证建筑物下部结构和总体结构的重心相一致，如果顶部建筑承重能力较高，则建筑物的顶部抗震性能则较好。

　　如果该地区出现地震，建筑物的顶部结构的变形幅度不大，不会出现扭转地震。

　　但是在现今的抗震设计过程中，在进行建筑材料的选择时，需选择刚度均匀、轻质、稳定性的材料，才能保障建筑物抗震性能。

　　4结束语

　　总而言之，目前我国建筑行业发展迅猛，各类大型的房屋建筑工程如雨后春笋般的涌现，加之房屋建筑规模不断扩大，要想提高抗震能力，首先就要做好其内部结构的优化设计。

　　在房屋建筑的结构设计中积极运用优化设计方案，是一项系统性、专业性均极强的工作，这就需要设计人员具备充足的理论知识以及丰富的设计经验，以及先进科学的设计技术等，全面提高房屋的结构设计效果，保障建筑后期使用的安全性、实用性以及耐用性等。

　　参考文献：

　　[1]张婷.房建结构设计体系选型及抗震设计[J].门窗,2015(8):299.

　　[2]赵宏伟.房屋建筑结构设计体系选型及抗震设计探讨[J].山西科技,2012(5):31～32.

　　[3]陈子强.建筑结构选型的思路及其抗震设计应用[J].建筑设计管理,2010(4):39～41.

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