土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的安全經(jīng)濟(jì)性

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摘要：土木工程往往都有較大的規(guī)模和社會效益，設(shè)計的投資金額也往往較大，如何保證土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的安全性和經(jīng)濟(jì)性，是設(shè)計人員要認(rèn)真思考的問題。本文分析了當(dāng)前土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的哪些問題，提出了一些應(yīng)對策略。

關(guān)鍵詞：土木工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計；安全性

一、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

1.土木工程設(shè)計結(jié)構(gòu)的牢固性較差

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計時是否考慮到了安全性和經(jīng)濟(jì)性，決定了整個建筑竣工后建筑能否安全穩(wěn)定的使用。因此，必須重視土木工程建筑結(jié)構(gòu)的可靠性、牢固性設(shè)計。當(dāng)前在我國許多土木工程中都存在結(jié)構(gòu)松散、可靠性低的問題，使得我國的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量始終無法提升。要提高土木工程的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，需要從整體入手，仔細(xì)考慮各處細(xì)節(jié)，結(jié)合工程所在地的自然特點，基于土壤特性，推敲工程結(jié)構(gòu)設(shè)計，讓建筑投入使用后，即使出現(xiàn)部分損壞，也不會給建筑整體帶來危險。

2.結(jié)構(gòu)耐久性方面存在不足

我國地理風(fēng)貌多樣，不同地貌之間生態(tài)環(huán)境、自然條件有很大差異。一般的建筑工程中都會使用鋼筋和混凝土，而土壤中的水分和土壤的溫度以及空氣的酸堿性會對鋼筋和混凝土產(chǎn)生腐蝕，導(dǎo)致土木工程無法達(dá)到預(yù)期壽命。這主要是因為在設(shè)計土木工程的結(jié)構(gòu)時沒有充分考慮外界環(huán)境對工程結(jié)構(gòu)的影響，給結(jié)構(gòu)安全埋下了隱患。

3.承重柱截面積設(shè)計過小

在一些非地震帶地區(qū)，設(shè)計人員會采用減小承重柱建面積的方法來降低受力分析的難度。這樣的做法在某些情況下會出現(xiàn)問題：外力作用較強(qiáng)時，柱梁很容易斷開，給房屋的安全使用帶來威脅。一旦發(fā)生地震等地理災(zāi)害，這樣的房屋很容易倒塌，造成人員傷亡。

4.結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性和經(jīng)濟(jì)性要求規(guī)范的缺失

隨著近年來我國的建筑行業(yè)發(fā)展，我國建筑設(shè)計相關(guān)的法律也在不斷完善，但與一些發(fā)達(dá)國家相比還是存在一些漏洞，在質(zhì)量監(jiān)管方面也有較大的問題，難以完成監(jiān)理工作的要求。此外，部分建筑公司的結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工工藝和后期養(yǎng)護(hù)技術(shù)存在偏差，對出現(xiàn)的安全隱患只解決表面問題，忽視了內(nèi)部關(guān)鍵性問題。

二、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的安全性與經(jīng)濟(jì)性分析

1.提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性和耐久性的策略

1.1逐步完善相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

新的技術(shù)和用具不斷被研發(fā)和用在結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作有了很大進(jìn)步。而為了加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性，還應(yīng)該設(shè)定相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。只有相關(guān)部門盡早推出完善的設(shè)計土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，才能確保設(shè)計人員在設(shè)計時做好結(jié)構(gòu)安全，提高土木工程質(zhì)量。為了保障土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計，一方面國家相關(guān)的部門應(yīng)該盡快制定和推出與土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)督方法，從法律角度約束設(shè)計人員的行為；另一方面土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的從業(yè)人員要及時、自覺地去學(xué)習(xí)相關(guān)的法律、規(guī)范，并在工作中自覺地去遵守這些標(biāo)準(zhǔn)。

1.2定期全面地對土木工程進(jìn)行安全檢測

每一個土木工程都對建筑企業(yè)有著重要的意義，而土木工程往往都具有較大的社會影響力，其建設(shè)的安全性必須要受到嚴(yán)格的監(jiān)督。土木工程安全監(jiān)督需要根據(jù)相關(guān)的監(jiān)督制度進(jìn)行，要加強(qiáng)監(jiān)管力度，完善管理制度，明確施工責(zé)任和人員的獎懲。施工中采取合理的獎懲制度可以督促和激勵施工人員提高施工質(zhì)量，用科學(xué)的檢測手段來檢查施工質(zhì)量，才能保證土木工程的安全性。

1.3轉(zhuǎn)換層的設(shè)計

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計時可以通過合理地運(yùn)用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)來增強(qiáng)建筑的承載力。轉(zhuǎn)換層可以將建筑承載的力轉(zhuǎn)換到其他受力體上，從而降低上層結(jié)構(gòu)對下層建筑和地基的壓力。因此在使用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)時，要注意在轉(zhuǎn)換層上選用質(zhì)量好的混凝土，并注意混凝土施工過程，滿足轉(zhuǎn)換層對混凝土施工的要求。

1.4內(nèi)力組合的設(shè)計

在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計時要注意內(nèi)力組合，參考建筑的承載力抗震指數(shù)。首先要注意內(nèi)力組合選擇的材料，材料的強(qiáng)度必須要達(dá)到結(jié)構(gòu)的抗震要求，盡量選擇抗震能力強(qiáng)的材料。根據(jù)受彎梁、偏壓柱、受剪及構(gòu)件承載力等因素進(jìn)行系數(shù)調(diào)整，提高建筑結(jié)構(gòu)的承載能力。

1.5增加結(jié)構(gòu)的耐久性

在進(jìn)行土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，一般設(shè)計人員都會把目光投注在工程建設(shè)的安全性和建筑的使用壽命上，相對來說對環(huán)境對工程的影響的關(guān)注要少得多，而這些環(huán)境因素往往會在一段時間的使用后，對鋼筋和混凝土產(chǎn)生腐蝕，降低工程的耐久性和安全性。由于忽略了這些因素，土木工程的安全性很難保證，經(jīng)常會出現(xiàn)大大小小的問題。一般設(shè)計圖紙在繪制完成并經(jīng)過審核后，就很少再修改，但在施工中難免會發(fā)生意外需要修改設(shè)計。因此在施工過程中，施工人員和設(shè)計人員還要繼續(xù)保持聯(lián)系，及時溝通，當(dāng)施工中遇到問題、難題，應(yīng)及時通知設(shè)計人員來核對圖紙、解決問題、修改設(shè)計，否則易造成重大事故的發(fā)生。

1.6加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的剛度設(shè)計

剛度設(shè)計是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵要素，其對于建筑結(jié)構(gòu)的牢固性以及安全性有重要的影響，所以要加強(qiáng)對建筑的剛度設(shè)計。由于設(shè)計人員設(shè)計理念和業(yè)務(wù)水平不同，在設(shè)計時水平有很大差別，這也就導(dǎo)致了采用設(shè)計方案所需資金不同。土木工程的抗震性能和抗側(cè)移剛度有很大關(guān)系。一般在土地較好巖基埋深較淺的地區(qū)，地基多采用樁基的形式，而建筑的主要壓力會落在微化的巖層當(dāng)中，而地基本身穩(wěn)定性和強(qiáng)度較高，就可以適當(dāng)降低對抗需強(qiáng)度的要求?？梢越档椭烈越Y(jié)構(gòu)極限變形能力為主。

2.提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)濟(jì)性的措施

2.1合理評估設(shè)計方案，降低工程造價

成本控制是為了充分發(fā)揮投資金的效用，減少資金浪費(fèi)。設(shè)計時應(yīng)該對施工進(jìn)行分段，預(yù)先編制工程量，并做好施工計劃，避免在施工中出現(xiàn)工序混亂導(dǎo)致成本浪費(fèi)。工程造價管理中預(yù)管理非常重要，對施工中要支出的各項費(fèi)用提前做好規(guī)劃，形成一個清晰地經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)控制系統(tǒng)。

2.2對成本進(jìn)行控制

成本控制是幫助土木工程提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。要做好成本控制，要從招投標(biāo)階段做好工作。首先建設(shè)單位要制定招標(biāo)準(zhǔn)則，使招標(biāo)更加公平、公正。在招標(biāo)過程中，招標(biāo)人員要對投標(biāo)者的設(shè)計方案進(jìn)行多方面的考慮，并設(shè)立監(jiān)察機(jī)構(gòu)，杜絕招標(biāo)中出現(xiàn)的貪賄、謀私的行為。在保證建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)安全性的前提下，考慮建筑造型的藝術(shù)性。

2.3選取合理的標(biāo)準(zhǔn)圖

從分析當(dāng)前的形式上看，在建筑設(shè)計過程中，為了使建筑設(shè)計更加規(guī)范，也為了減少工程設(shè)計者的負(fù)擔(dān)，很多施工招標(biāo)部門都會以施工標(biāo)準(zhǔn)圖來解決上述問題。工程標(biāo)準(zhǔn)圖在施工中可以減輕設(shè)計人員的工作負(fù)擔(dān)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行施工速度更快，其經(jīng)濟(jì)性和安全性都比較突出。但在比較復(fù)雜的工程中，標(biāo)準(zhǔn)圖很難滿足對功能的要求。

2.4結(jié)構(gòu)設(shè)計合理性和經(jīng)濟(jì)性的結(jié)合

設(shè)計時除了關(guān)注建筑的功能，還要在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上，選用經(jīng)濟(jì)性較好的施工方案。在不過度增加經(jīng)濟(jì)成本的條件下，盡量選用性能出色的施工材料，做到安全性和經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)，真正實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化。

結(jié)語

土木工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性是結(jié)構(gòu)設(shè)計時設(shè)計單位要關(guān)注的重點，其設(shè)計水平與建筑建成后能否達(dá)到預(yù)計壽命，并為人們提供安全穩(wěn)定的居住環(huán)境有重要的聯(lián)系。

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作者:楊洋 單位:寧夏吳忠市自來水有限公司