摘要：随着城市化的建设进程逐渐加速，越来越多的土木工程项目开始投入到施工中。为了满足人们对于建筑项目的需求，土木工程结构设计走向了多元化。土木工程施工比较复杂，其中荷载与结构设计都是工程施工中的重点内容。为了强化土木工程施工质量，在文章中针对土木工程荷载与结构设计进行分析，提出土木工程优化对策。
关键词：土木工程；荷载与结构设计
1.土木工程结构的荷载
1.1土木工程设计以及与荷载的关系
在土木工程建筑中涉及到质量问题，经常会提及到是建筑物结构受到的荷载或作用力。对于实际的工程设计来说，荷载和作用力一般来说是不影响作用效应的计算和结构的本身，结构的荷载问题主要就是一个概念的问题，在我们国家，一般的情况下，结构的荷载指的是直接的作用力，而作用力有的时候并不是直接作用的，常常指的就是间接作用力，但是在国际上，还是有不少的国家对作用和荷载没有明确严格的区分，而是将两种作用力归为一种。
现在的土木工程的建造有几个主要的环节，是策划、设计、施工。其中最主要的环节之一就有设计，设计的范畴包括有结构的设计以及功能的设计。决定采用怎么样的形势的骨架可以将建筑物支撑起来，利用什么样的方式来抵御和传递作用力，在结构中选用那种材料来进行制造，在结构设计时每个部分的尺寸优势怎么样的来体现，这些都是结构设计时必需明确的。对于建筑物功能的设计，主要是实现工程建造的用途以及建造的目的是什么。工程的结构设计是要在工程的结构的适用性与外形美观、可靠性与经济之间，选择出一种合理的一种平衡。这样就可以使设计的结构可以建筑的各项功能得到用户的满意。在建筑工程结构里面所提到的可靠性，指的主要就是适用性、安全性以及耐久性，这些就是对建筑物质量的要求。
1.2土木工程荷载的分类
土木工程荷载的分类可以有两种。第一种分类是按着时间的变化来进行的，一共可以分为3个类别，它们又有永久的作用，偶然的作用，可变的作用。对于永久的作用来说，它是在设计的基准期之内量的值是不随时间的变化的，或者说与平均值相比较而言基本就是没有什么变化，所以可以忽略不计的。因此，对于永久荷载的统计时间参数跟规律是没有关系的。它的随机性主要表现在空间位置的变异上面，比如说土压力、水位不变的水的水压力、预加压力、结构自重、地基变形、钢材的焊接变形、混凝土收缩等等都是属于永久作用的。对土木建筑来说，这些是可以不考虑的。对于偶然作用，虽然它在设计的基准期之内出现的几率很少，有时就可能根本不会出现，但是，如果一旦出现，它的量能是很大的，对建筑物的损害程度就会很大；由于这种偶然作用持续的时间非常的短。比如说龙卷风、地震出现的撞击力、爆炸力等等都可以认为是偶然的作用。可变的作用在设计的基准期之内量能值是随着时间变化的，而且它的变化与平均值相比不可以忽略。与时间参数有关系的就是可变作用的统计规律。又比如说雪荷载、波浪荷载、水位的变化的水压力、风荷载、人群荷载、房屋建造当中的楼面活荷载、路面桥梁结构上面的车辆荷载、积累的灰尘的荷载等等，这些都是属于可变的作用的。第二是按着结构的动力反应分类的，主要是由两大类，一个是静态作用，另一个是动态作用，静态作用对结构或者构件不产生加速度的，也可以说是产生的加速度基本忽略不计，比如说房屋的楼面活荷载等等。动态作用使得结构或者构件产生的加速度是不能够忽略不计的荷载。比如说地震、设备震动、行驶通过桥梁的车辆、火车通过轨道时的荷载等等。
2.土木结构的设计方法探究
2.1结构平面图设计
在土木工程结构设计环节中，设计能够符合建筑工程需求，以及人在土木工程中的舒适度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆基于结构的平面图设计是保障土木工程结构稳定的基础性设计，在具体的设计当中，设计人员需要进行调查，制定出有针对性的方案。首先，设计人员需要对工程结构整体进行设计与绘制，具体的设计需要通过在现场中进行调查、取样。土木工程结构设计最为关键的就是安全度，结构抗震性决定着结构的安全，因此需要在结构设计中格外关注其抗震性方面的优化。土木结构的抗震性与施工地点特征有关系，当施工所处的环境中抗震设防烈度在六度区中，在具体的工程设计中就需要进行截面抗震的验算。在具体的工程中，还需要满足建筑结构的抗压性能，及时有效的发现设计工程中的问题。特别是在应力的设计环节中，需要采取专业的曲线绘制软件进行计算，以提升土木工程结构设计的精确性。
2.2屋顶结构图设计
屋面的结构设计在土木工程结构设计中需要进行多方面因素的考虑，基于屋面的结构设计主要包含了两种设计方式：第一，梁板式结构设计。该种结构设计针对的是建筑屋面不平整的情况，在屋面上进行大跨度的结构设计。该种结构设计模式在大型的商业建筑中比较常见。第二，折板式结构设计，该种设计在具体的应用中针对屋顶之外的结构设计，需要设计人员能够对设计图纸进行充分的了解，掌握图纸设计的意图。
2.3 土木工程挡土墙结构设计
在特殊地带的土木工程结构施工环节中需要对挡土墙的结构施工设计进行考虑。挡土墙的结构设计需要满足土木施工规则，通过合理的挡土墙结构设计来保障土木工程结构设计的合理性。在进行土木工程挡土墙结构设计环节中需要遵循一定的原则，既要符合工程实际，也需要满足建筑结构的稳定需求。以斜坡中的土木工程结构设计为例进行分析，斜坡上的土木工程结构设计需要做到以下几点：第一，挡土墙与建筑主体结构相互分开；（2）建筑主体结构与挡土墙相互结合。为了准确的计算出挡土墙结构应力，需要根据其在不同的情况下进行有针对性的分析。如，在静止土压力以及水压力作用下，挡土墙计算模型，取1米板带宽度。
3.荷载和结构、抗力的分析情况
3.1影响结构可靠性的因素以及它的随机性
影响土木工程结构可靠性的因素是很多种的，其中主要是由两个大的方面，一个方面就是土木工程结构本身对各种各样的作用效应的抵抗能力，另一个方面就是土木工程结构所受到的各种各样来自于外界的作用。施加在土木工程结构上面的各种各样的作用将在支座处产生反力，同时使得土木工程结构产生内力、变形、倾覆和滑移。内力包括弯矩、轴力、扭转以及剪力。影响着土木工程结构的抗力的几何参数，材料的性能和计算模式的精确性等等。
3.2土木工程结构的可靠度
土木工程结构的可靠度指的是什么呢，就是时间的问题，比如说时间是要在一定的范围之内，就是要求在一定范围之内的条件之下，可以完成的所预定的功能的一个概率，这样来看，土木工程结构的可靠度是结构可靠性的一个概率度量。换句话来说，也就是说对土木工程结构可靠性有着一种定量的需求。在各种的随机条件因素影响下，土木工程结构完成预定功能的能力是不可以预先就可以确定的，它存在着变数，只有是用概率来描述才可以。由于土木工程结构失效一般为小的概率，失效的概率对结构的可靠度的把握也就更加直接，就习惯于采用失效的概率来度量结构的可靠性.
结束语
土木工程的结构设计离不开荷载，两者相辅相成，互相影响互相促进。因此，在对土木工程进行结构设计时，对不同情况下的荷载量进行分析，将不同的结构同时施加于荷载，通过科学的分析，获取不同结构荷载组合下的响应，通过数据分析，综合评估荷载作用对建筑结构的影响效果。由此，可以减少和避免因荷载与结构设计不适，所导致的不良效果。
参考文献：
[1]杨晓明，时丹.在役土木工程结构薄弱处分析[J].工业建筑，2012-07-20.
[2]曹小囡.土木工程荷载与结构设计探讨[J].科技传播，2012-03-08.
论文作者:田爱菊1,王玉涛2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/25
标签：荷载论文; 土木工程论文; 结构论文; 结构设计论文; 作用论文; 挡土墙论文; 土木论文; 《基层建设》2018年第7期论文;