土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性及經(jīng)濟(jì)性分析

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摘要:近年來，土木工程在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用。與此同時(shí)，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性和經(jīng)濟(jì)性也越來越受到人們的廣泛關(guān)注。所以，怎樣在土木工程建設(shè)中提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性和經(jīng)濟(jì)性，就成為了整個(gè)建筑行業(yè)研究與探索的重要課題，也直接影響著我國(guó)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞:土木工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；安全性；經(jīng)濟(jì)性

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，土木工程在整個(gè)建筑行業(yè)所占的比重也越來越大，同樣，因?yàn)橥聊竟こ探Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)漏洞而導(dǎo)致的事故也逐年增多，給人們的生命和財(cái)產(chǎn)造成了巨大的損失。所以，為了減少這一現(xiàn)象，就要求土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員能夠在保證土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的前提下，還能最大程度上的降低建筑成本，這對(duì)于整個(gè)土木工程行業(yè)設(shè)計(jì)人員來說，是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

1土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，不僅會(huì)影響到后期工程施工的進(jìn)度，還直接對(duì)工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生不良后果。近幾年來，大型橋梁的建設(shè)以及高速公路的迅猛發(fā)展，都為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的整體發(fā)展帶來了巨大的幫助，這就促使土木工程建設(shè)中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員能夠充分地考慮各種因素，來加強(qiáng)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。目前，我國(guó)的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還存在著一些問題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

(1)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)范。相較于其他國(guó)家，我國(guó)現(xiàn)有的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)較低，也不規(guī)范，比如說，建筑工程的使用年限、土木工程結(jié)構(gòu)的牢固性和實(shí)際承載力等這些相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)都低于其他國(guó)家，這就使得我國(guó)的土木工程建設(shè)質(zhì)量從根本上就達(dá)不到安全使用的標(biāo)準(zhǔn)，造成安全事故的頻繁發(fā)生。

(2)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性差。在一些土木工程的安全事故中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性差就是重要原因之一。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性，是整個(gè)土木工程建設(shè)質(zhì)量的前提和基礎(chǔ)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，只要有一個(gè)地方出現(xiàn)穩(wěn)定性差的問題，根據(jù)土木工程結(jié)構(gòu)自身具有的延展性，就會(huì)對(duì)整個(gè)土木工程的穩(wěn)定性造成影響。

(3)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏耐久性。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的耐久度不高，也是我國(guó)土木工程建設(shè)中常見的問題之一。我國(guó)幅員遼闊，南北地域差異大，而氣候的差異也直接提高了對(duì)整個(gè)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行業(yè)的要求。而有些設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，忽視了環(huán)境氣候?qū)ν聊竟こ痰挠绊?，使土木工程的使用壽命大大縮短。

(4)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震效果差。近年來，我國(guó)的地震災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，所以，為了加強(qiáng)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震能力，國(guó)家對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震系數(shù)又有了新規(guī)定。但在實(shí)際的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，有些設(shè)計(jì)人員只是一味的追求經(jīng)濟(jì)性，而忽視了對(duì)承重墻荷載力的實(shí)際測(cè)試，一旦發(fā)生地震，這些工程結(jié)構(gòu)根本無法抵抗劇烈的震動(dòng)，造成墻體開裂甚至是坍塌，進(jìn)而造成嚴(yán)重的后果。

2提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的措施

(1)在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，應(yīng)該選擇行業(yè)內(nèi)有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位來進(jìn)行設(shè)計(jì)。這些設(shè)計(jì)單位往往具有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的設(shè)計(jì)設(shè)備，設(shè)計(jì)人員的專業(yè)綜合素質(zhì)也相對(duì)較高，他們能夠充分考慮到土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遇到的各種問題，結(jié)合實(shí)際，為以后的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

(2)在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)對(duì)已有的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行反復(fù)的論證和提高，并且對(duì)一些概念性設(shè)計(jì)隨時(shí)保持思路清晰。目前，概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)成為保證整個(gè)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否安全可靠的主要設(shè)計(jì)思想。打個(gè)比方來說，在對(duì)建筑材料的選擇中，進(jìn)行全面的安全性評(píng)估，同時(shí)，可以利用精準(zhǔn)的計(jì)算對(duì)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行核對(duì)，以此來獲得更具有可行性的結(jié)構(gòu)模式，進(jìn)而提高整個(gè)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性。

(3)在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要對(duì)涉及到的所有數(shù)值進(jìn)行全面而準(zhǔn)確的計(jì)算。要運(yùn)用更科學(xué)合理的管理方法對(duì)整個(gè)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目進(jìn)行細(xì)致劃分，并且逐個(gè)的對(duì)所有子項(xiàng)目進(jìn)行核對(duì)，爭(zhēng)取不遺漏任何一個(gè)項(xiàng)目的計(jì)算內(nèi)容。這就使整個(gè)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性得到了保證。

(4)在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員要簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確的對(duì)設(shè)計(jì)文件進(jìn)行細(xì)節(jié)說明。由于土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的施工人員專業(yè)素質(zhì)參差不齊，針對(duì)一些重要的提示內(nèi)容或細(xì)節(jié)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該選擇通俗易懂的語言來進(jìn)行表述，尤其是一些較為復(fù)雜的設(shè)計(jì)，更應(yīng)該將其中每一個(gè)環(huán)節(jié)的具體設(shè)計(jì)思路和施工工藝加以說明，進(jìn)而在后期的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工中，保證安全性和設(shè)計(jì)人員的安全預(yù)期相一致。

(5)在施工過程中要嚴(yán)格控制對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)的變更。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是一項(xiàng)非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)南到y(tǒng)工程，其中每一個(gè)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)是非常緊密的，牽一發(fā)而動(dòng)全身，只要某一個(gè)結(jié)構(gòu)因?yàn)榭陀^因素需要改變時(shí)，不僅會(huì)影響這個(gè)結(jié)構(gòu)的施工工藝和性能，還會(huì)對(duì)與之相關(guān)聯(lián)的其他結(jié)構(gòu)造成影響。所以，在設(shè)計(jì)之初，要考慮到可能發(fā)生的所有問題，并提出解決方案，盡可能的適應(yīng)現(xiàn)有的施工條件，以此來減少因設(shè)計(jì)不合理而造成的損失。

3提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性的措施

(1)為了提高土木工程的經(jīng)濟(jì)性，可以在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之初就對(duì)整個(gè)成本進(jìn)行控制，最常見的就是招投標(biāo)，它可以利用設(shè)計(jì)方案、施工成本等綜合性評(píng)估來選擇最能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性預(yù)想的施工單位，以此來降低土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成本。選擇一些有資質(zhì)的施工單位，盡量避免假公濟(jì)私的行為，并且綜合考量它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，在保證工程安全質(zhì)量的前提下保證低成本，極大地減少了土木工程的總體投資，提高了土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。

(2)在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該采用靈活的設(shè)計(jì)思路以及方式。盡量避免使用標(biāo)準(zhǔn)圖來作為設(shè)計(jì)的參考資料，盡管參照這些標(biāo)準(zhǔn)圖可以大大減少設(shè)計(jì)的難度和時(shí)間，并能夠有效規(guī)避設(shè)計(jì)錯(cuò)誤帶來的風(fēng)險(xiǎn)，但是，由于這些標(biāo)準(zhǔn)圖往往都建立在高標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，而高標(biāo)準(zhǔn)就代表著高成本。因此，在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要求設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)利用本身所具備的專業(yè)技能，在保證工程結(jié)構(gòu)安全可靠的前提下，設(shè)計(jì)出合理的結(jié)構(gòu)方式，同時(shí)還能夠最大限度的降低施工成本。

(3)在整個(gè)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該全面系統(tǒng)的考慮到所涉及的安全因素和數(shù)據(jù)參數(shù)，比如材料、面積、布局、所需鋼筋數(shù)量等，這些因素單獨(dú)拿出來可能很微小，但是卻會(huì)對(duì)整個(gè)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工的安全質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性造成影響。打個(gè)比方來說，如果對(duì)施工材料的價(jià)格或者數(shù)量沒有一個(gè)充分的了解，就會(huì)在以后的施工過程中造成材料的浪費(fèi)或者影響。而關(guān)于結(jié)構(gòu)構(gòu)件，在設(shè)計(jì)之初就應(yīng)該考慮到它本身的極限載荷量和其他參數(shù)，并將土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的所有參數(shù)盡可能的進(jìn)行合并和統(tǒng)一，以此來控制土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。

(4)加強(qiáng)與有關(guān)部門的溝通與合作。在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅僅會(huì)涉及到單純的施工環(huán)節(jié)，還會(huì)需要大量的輔助性資料和工作。比如說地質(zhì)勘探獲得的資料和數(shù)據(jù)、材料檢驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)等等，這些環(huán)境氣候、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等客觀因素會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化和安全需要產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果。因此，為保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性，需要設(shè)計(jì)人員能夠與各個(gè)相關(guān)部門進(jìn)行溝通與合作，并獲取設(shè)計(jì)所需的全面性資料和數(shù)據(jù)，來輔助提高整個(gè)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。

4結(jié)語

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是保證整個(gè)土木工程安全性和使用功能的基礎(chǔ)，也是整個(gè)土木工程項(xiàng)目耗費(fèi)資源最大的體系。因此，在當(dāng)今土木工程建設(shè)行業(yè)中，就要求土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員能夠在保證工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的前提下，也要充分考慮到整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。所以說，只有土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性和經(jīng)濟(jì)性得到保障，才能使整個(gè)土木工程建設(shè)行業(yè)有一個(gè)更好的發(fā)展前景，從而為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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作者：張璐 單位：北京國(guó)科天創(chuàng)建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司保定分公司