浅谈土木工程结构改良设计方法孟茹

浅谈土木工程结构改良设计方法孟茹

孟茹

孟茹

中煤邯郸设计工程有限责任公司河北省邯郸市056031

摘要：随着社会主义市场经济体制的建立和发展，建筑行业逐渐地成为国民经济的基础性和支柱性产业，建筑行业对经济的发展具有高度的敏感性，其中的不确定性对建筑行业开发经营的成败起着决定性的作用。结构布置是结构设计的一个十分重要的步骤，其内容包括结构体系的选择、框架布置、变形缝设计以及构件截面尺寸的确定等。文章重点就土木工程结构设计现状及改良设计方法进行研究分析，以供参考和借鉴。

关键词：土木工程；结构设计；改良设计；方法

引言：土木工程的结构设计中首先要考虑的就是土木工程的安全问题，在结构设计阶段，既要考虑土木工程的耐久性和经济实用性，更要考虑建筑的安全性。土木工程结构设计的质量问题直接关系到工程成本，如果因设计者在结构设计中出现了失误，或工程监管不力，一旦出现楼盘倒塌、桥梁塌陷等安全事故后，便会给施工单位造成很大经济损失。对于工程事故的发生，国家有关单位也随之确立了有关规章体制，强化了对工程优劣程度的经管，设计单位结构设计人员也要提高设计方案和实际情况的吻合度，以减少事故发生。

1土木工程结构设计概述

1.1土木工程结构设计概念

结构设计是结构防止破坏倒塌的能力保障安全，是结构工程最重要的质量指标，结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准，也与结构的正确使用（维护、检测）有关。土木工程的设计和施工在整个建筑过程中占据着重要的地位，土木工程的施工质量严重影响了整个建筑的施工水平，在建筑领域施工的质量和安全性问题永远是人们关注的热点话题，土工程的结构设计是整个施工过程的基础，需要引起极大的重视。从目前形势来看，我国建筑部门关于土建结构工程设计的安全管理水准较低，远远低于国际要求水平，工程事故发生的概率偏高，在重大灾祸中往往会发生巨大的损失。分析我国的土木工程结构设计可以发现，我国工程设计规范很欠缺，工程牢固性差，结构构件没有足够的承载能力，在整个建筑中，结构的整体牢固性是建筑安全的保障，是土木建筑工程结构的安全设计的第一要考虑的问题，是安全设计应具备的最基本的能力，结构的整体牢固性还关系着工程的质量和使用寿命。我国土木工程起步较远，相关的技术水平还跟不上国际步伐，整个行业的发展比较落后。

1.2土木工程结构设计的重要性

第一，土木工程结构设计是关系到整个建筑的质量与安全的关键，尤其是土木工程结构设计的安全性已经成为土木工程考虑的首要因素。现代社会，建筑行业蒸蒸日上的发展对于建筑的质量与安全的要求越来越严格，因此要保证土木工程的质量与安全，必须要重视土木工程结构设计的重要性；第二，土木工程结构设计关系到施工单位施工水平的高低。土木工程结构设计是工程的前期准备，也是关键所在，前期设计工作质量不高，将会导致后期的施工过程不能顺利进行，严重的会引起施工中的不安全事故的发生，威胁到了施工人员的生命安全，并增加了建筑成本，影响到整个建筑的质量水平；第三，土木工程结构设计也关系到国家基础事业的发展与人们的生命安全。土木建筑工程是国家的基础事业，关系到国家的整体发展情况，只有做好土木工程结构设计，才能保证整个工程达到国家建筑业的标准。

2土木工程结构设计现状

2.1安全设置水准方面

土木工程结构设计安全性低，易导致安全事故发生。土建结构工程设计，由于其结构安全性主要取决于结构构建承载力方面的安全性和安全系数、整体牢固性以及耐久性等方面。总体来说，我国土木工程结构设计安全规范低于国外水平，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，损害了工程的建设效益，缩短了工程的使用年限，致使安全事故频发。

2.2整体牢固性方面

结构设计牢固性不高，难以保证工程质量。除了承载力需要达到要求之外，结构物要保持整体的牢固性。土木工程的牢固性不高虽然一般不会在整体上对土木工程造成威胁，保证结构整体牢固性，主要是为了当局部出现一些损坏的时候，不至于建筑工程的连续破坏，甚至倒塌等情况的出现。依赖于结构较好的延性，以及必要的冗余度，才能使结构整体牢固性得以保持，能够抵抗地震、人为破坏等方面的荷载，降低灾害损失。我国此类问题不少见，例如在地基结构设计中，对于地质承载能力等情况没有考虑到位，在外力破坏下工程结构很难安然无恙。工程由于其整体性差，火灾、地震、人为破坏等而使建筑整体倒塌，实属令人痛心。由于设计中对设计前实际情况的勘察，论证和安全等级的考察等未充分考虑到，在一些复杂的地质情况地区，土质的承载力也较差，造成的触目惊心的后果也不少见。

2.3耐久安全性，维护和使用方面

我国土建结构设计和施工规范，将耐久性的关注点落在了结构强度的要求上面，忽略了环境因素，如温度、湿度、水土酸碱度、化学腐蚀等方面的耐久性要求，忽视了很多方面的规范细致化。土木工程施工过程中，钢筋和混凝土是基本的材料，由于被锈蚀，或者是混凝土腐蚀等，造成结构的使用寿命出现问题，甚至造成安全事故等现象，较为普遍。由此理应对周围环境做出分析，防止环境对材料使用寿命的影响。设计单位和使用者，都没有对其提起足够的重视，已经超过了结构构件承载力方面的危害。在结构设计中忽略这层因素，就会降低土木工程的耐用性和安全性，造成安全隐患的发生，降低土木工程建设的效益。

3土木工程结构改良设计方法

3.1.被动控制

被动控制是一种不需要外部能源的结构控制技术，一般是指在结构的某个部位附加一个子系统，或对结构自身的某些构件做构造上的处理以改变结构体系的动力特性。被动控制是目前我国土木工程结构设计改良的研究重点，具有构造简单、造价低、易于维护且无需外部能源支持等优点，被动控制从控制机理上可分为基础隔振和耗能吸能减振两大类。

3.2主动控制

主动控制是一种需要外部能源的结构控制技术，它是通过施加与振动方向相反的控制力来实现结构控制的，这种控制系统可以分为闭环控制、开环控制以及闭—开环控制，主动控制可分为控制力型和结构性能可变型两类。

3.3混合控制

混合控制是主动控制和被动控制的联合应用，使其协调起来共同工作。这种控制系统充分利用了被动控制与主动控制各自的优点，它既可以通过被动控制系统大量耗散振动能量，又可以利用主动控制系统来保证控制效果，比单纯的主动控制能节省大量的能量，因此有着良好的工程应用价值。

结束语

综上所述，随着社会的发展以及人们生活质量的提高，各类建筑拔地而起，推动了我国建筑业的蓬勃发展。在土木工程的建设过程中，要充分保证工程的安全性和耐用性，保证工程的质量和工程的使用寿命，满足人们对土木工程的使用要求，使其更好地为我国国民经济的发展贡献力量。

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