土木工程结构的设计与施工策略
王毅
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王毅,. 土木工程结构的设计与施工策略[J]. 中国土木工程,202211. DOI:10.12721/ccn.2022.157101.
摘要: 为了优化当前土木工程结构设计工作,进一步探索提升土木工程建设质量的具体途径,本文将针对土木工程结构的设计与施工策略展开系统性分析与探讨。首先,从土木工程结构设计特点作为切入点,接着对当前土木工程结构设计中存在的问题进行深入阐述,最后从钢筋混凝土结构设计与施工、钢结构设计与结构、地基加固技术应用等角度,针对土木工程结构设计优化及具体施工策略提出具体策略与建议。
关键词: 土木工程;结构设计;施工策略
DOI:10.12721/ccn.2022.157101
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引言:随着我国近年来建筑工程项目数量的增加,工程项目本身的建设质量需要有一个更高水平的标准,而这其中土木工程施工质量就显得尤为重要。在土木工程建设过程中,特别是在结构设计这个环节上,不管是具体的设计内容还是选用的设计技术与方法都是较为复杂、难度较大,因此,在这种背景下,设计团队更要做好土木工程结构设计工作,从而有效化解过去结构设计模式中存在的问题,提升土木工程整体结构施工质量。

一、土木工程结构设计特点概述

土木工程结构设计内容复杂,难度系数高,具有多个突出特点。首先是标准性,不管是哪一项建筑项目,其最终的建设目标都是要满足人们的使用需求,从而发挥出建筑本身的建设价值。所以,建筑设计工作及施工程序都要严格按照有关设计与施工标准来进行,当前建筑设计与施工标准主要涉及到防水防渗、防火抗震等指标,另外还要坚持经济性与实用性等基本原则,这都体现了土木工程结构设计的标准性特征。其次是多样性,目前人们活动类型越来越多样化,对于建筑的结构形式提出了更高的要求,这也导致了建筑设计上必须具备创新性。因此,对于每一个土木工程结构设计团队来说,都要做好建筑配件与构件等的标准化,这样才能够按照需要进行多次选取和组合,从而把结构设计进行组合化处理。比如说,在对居民住宅项目进行结构设计时,需要从居住者的实际情况出发,根据居民的多样需求来不断调整内外部结构的设计细节。最后是功能性,土木工程结构设计过程中所用的各类配件必须要符合有关建筑建设质量监督管理部门的抽检,由于近年来土木工程项目数量增大,功能化趋势明显,加快了我国土木工程结构设计优化的步伐,因此在这个基础上也要重视居民群体对于建筑设施的功能性需求,使得土木工程结构设计工作在一定程度可以为提升人民生活品质做出一定贡献。

二、当前土木工程结构设计中存在的问题

(一)结构设计可靠程度不高

土木工程建筑结构设计工作是否具有可靠性、可靠程度高低都会直接影响着整个建筑工程项目的安全,因此,检验土木工程结构设计水平的首要因素就是可靠程度。但是,由于结构设计人员并没有意识到这一因素的重要性与价值,过于注重成本节约与造价控制,在多处设计细节上尽量减少开支,损害了可靠性能。因此,在这些隐患之下的土木工程机构设计方案漏洞百出,尽管有些表面上结构完整无缺,实际可靠度非常低。

(二)结构设计不够科学规范

土木工程结构设计的规范性不足问题,最为集中的体现就是对设计图纸绘制的不重视、不规范。作为施工进行的重要参照与指导性依据,一旦设计图纸的规范性、合理性、科学性得不到保障,脱离土木工程施工现场的实际,不符合有关设计标准与建设要求,就会对后续施工产生严重不良影响,不仅是图纸与实际建设地区情况不符的问题,更是由于施工开始后的不可逆性及各施工环节流程连贯性强的特点,使得返工的工作量巨大,资源消耗巨大,造成无谓的资源浪费。

(三)结构设计安全性有待考量

土木工程结构设计的安全性,在程度与等级上要高于可靠性。安全性更多的是强调土木工程结构设计的细节把握与结构合理性控制,如果说可靠性是土木工程结构设计的首要因素,那么安全性就是土木工程结构设计的关键因素。现阶段,土木工程结构设计安全性不足的问题集中表现结构设计过程中对细节的忽视,在这些细节问题的土木工程结构设计方面,需要有丰富的经验与科学的指导,而这正是我国土木工程结构设计所欠缺的部分。

三、土木工程结构设计优化及具体施工策略

(一)钢筋混凝土结构设计与施工

钢筋混凝土结构是由土木工程、房屋建筑、水利施工、桥梁等结构组成的动力系统,包括普通截面承载力计算、斜截面承载力计算、扭曲截面承载力计算及裂缝控制与耐久性设计、预应力混凝土结构、钢筋混凝土构件的延性和抗震性能、混凝土结构设计和纤维性能的提高。不论是在外观和内部结构,钢筋混凝土的结构都和建筑设计不同,钢的具体数量和形状最终会影响到工程。对于长时间的土木工程施工,钢筋混凝土结构的混凝土结构设计方式是特定的——具体的结构搭配定量的材料。

(二)钢结构设计与施工

首先是选材与连接。钢材目前主要分为四种不同的形式,其中包括了板材、型材、金属制品以及管材等,在土木工程建设中,建筑钢材大多采用了质量较高的钢结构,其中硬度和强度的要求都会相对较高。整体钢结构中,柱子截面一般多为箱形截面或者宽翼缘“工”字形,另外还有“十”字形截面等等;梁多数是焊接或者轧制的“H”型钢梁,如果要求特殊也可以符合截面,在安装前要对主要的焊接接头做焊接工艺的试验,定出焊接的格料和各项参数。梁与梁之间、梁与柱之间的连接,可以采取焊接连接或者高强螺栓连接,要注意高强螺栓的连接孔位的精度。其次是钢构件的堆放以及选择安装机械地点。通常情况下安装结构的用地面积应为结构占地面积的1.5倍。依照安装流水的顺序,从中转堆场配套运送至现场的钢构件要采用装卸机械把其安置于安装机械的回转半径内。

(三)地基加固技术应用

土木工程中地基加固技术土木工程的建设本来就比较复杂,而作为重要的部分地基的加固就是一个难题,即便青藏铁路的开通证明了铁路技术的发展,但是在铁路建设施工中依旧有很多严重的问题,这就是地基的加固问题,所以可以看到地基加固问题是土木工程技术中最需要研究。地基加固技术在目前土木工程技术中使用较多的主要包括换填法、排水法、挤压法、胶结法、加筋法等方法,因工程施工地段地质不同也会因地制宜采取不同的地基加固法。换填法是地基加固技术中最常用的一种方法,这种方法通常适用于自然地质不够适用当前工程的施工,最主要的换土垫层法和置换法。换土垫层法就是将比较优质的泥土作为材料换掉原自然土,这种方法比较适合整体置换。置换法又包括石灰置换法、碎石置换法、水泥置换法等。

四、结语

本文在对土木工程结构设计特点进行了一定分析的基础上,分别从可靠程度不高、科学规范性不强、安全性有待考量等多个角度,详细阐述了当前土木工程结构设计中存在的问题,经过研究发现,想要从根本上优化土木工程结构设计工作,提升土木工程结构设计质量,必须要从多个角度同时入手,比如做好钢筋混凝土结构设计,加强地基加固技术的应用等。

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