試論土木工程結構設計中的安全性與經濟性

陳建

蒼南縣建筑設計研究院 325800

摘要：隨著我國經濟水平越來越好，人民對居住建筑物的要求越來越高，因此，土木工程的建設也在向著更安全、更美觀、更經濟、更實用發展。在目前新時期下，我國土木工程項目建設的發展在迎來發展機遇的同時，也面臨著一系列的挑戰，必須進行不斷地創新和改革，以適應現代社會對土木工程提出的要求。在土木工程發展過程中，土木工程結構設計是其重要組成部分，而施工技術則是保障土木工程建設質量的有效措施，二者缺一不可，必須予以高度重視。本文中主要試論土木工程結構設計中的安全性與經濟性，以供參考。

關鍵詞：土木工程；結構設計；安全性；經濟性；存在問題；策略

一、土木工程的基本概念

土木工程包含是非常廣泛的，其實包含了很多的內容，如水、土等，都可以歸納為土木工程。例如：道路建設、水利工程建設等。土木工程隨著時代的發展，其逐漸形成一種獨立的學科，具有綜合性，既包含了工程地質勘察和工程力學等知識，又包含了建筑材料和建筑經濟等內容，結構較為復雜。土木工程是我國現階段重點發展的產業之一，其是社會生產和生活中必不可少的項目，能夠滿足人們的物質需求，為人們提供更為舒適的生活環境，具有重要的意義。我們可以將土木工程分為兩個部分的內容，一部分是表示的是施工技術，這一部分涵蓋了施工過程中的各個環節，從工程勘察到竣工收尾階段；另一部分則是指土木工程具有不同的工程對象，例如市政工程、橋梁工程等。

二、土木工程結構設計中的問題

1、結構設計的牢固性不夠

土木工程結構建設時，若是結構設計的牢固性很差，必然會對工程結構的安全性造成非常大的影響。盡管工程結構的部分設計出現問題不會影響總體結構，但一旦發生地震、洪水、爆炸等事故，很可能導致建筑坍塌、損壞，比如汶川地震時，就是因為房屋的破損倒塌造成了多人的傷亡。

2、忽略了環境因素的影響

除了工程結構建設中建筑結構本身的影響因素，還要考慮到很多外界因素：溫度、濕度、酸堿度、化學腐蝕等等。尤其是建筑結構中常用到的鋼筋混凝土，這些環境因素都會產生很不好的負面影響，存在很大的安全隱患。

3、存在安全規范的漏洞

我國土木工程設計工作受到工作人員隨意性的影響，設計部門的權威性也不高，導致整個設計結果的質量低下，一些建筑工程在較短的時間內出現了墻壁變形、開裂等問題，其主要誘因就是設計工作中的結構規范不符合實際施工要求，存在一定的漏洞。

4、構造柱和結構柱混淆、承重面積小

現代土木工程施工設計工作中，部分工作人員會將構造柱的設計工作與承重柱設計工作互相混淆，從而影響整個土木工程的牢固性，造成嚴重的工程事故。構造柱在土木施工過程中，通過與梁體的配合，能夠有效避免房屋建筑的墻壁出現裂縫，從而來提升整個建筑的實際抗震能力，若設計人員在設計工作中把構造柱誤認為承重柱來進行指導施工，就會導致房屋在發生地震等自然災害時，無法承受過大的強度，因此出現沉降、裂縫等問題。所以，設計人員要在土木工程設計工作中，科學區分承重墻與構造柱的不同。在進行土木工程設計工作時，有的設計人員對于抗震烈度要求較低的建筑設計時，會調小整個承重柱的界面，方便其對受力進行分析，但是當房屋受到外力作用時，會使梁體和柱體出現開裂的質量問題，導致整個房屋的使用壽命大大縮短。

三、解決對策

1、設計合理的機構設計方案

以房屋工程結構設計為例，結構設計方案為：框架結構選擇、基礎布置、確定結構措施等等。框架結構選擇用鋼筋混凝土，綜合考慮豎向和水平荷載，滿足抗震的要求；基礎布置要結合當地的地質、水文、氣候等條件；結構措施則要具體針對建筑結構的抗震要求計算，采取必要的措施。

2、設計合理的內力組合

內力組合設計要求工程結構設計在滿足抗震條件的基礎上，調整組合內力，包括框架梁內力組合，承載力抗震系數，跨間彎矩。

3、板設計和配筋

按照板的規格采用雙向或沿著短邊受力單向進行計算，將構造鋼筋布置在適合的位置，并根據實際情況計算出跨中的最大彎矩。

4、控制轉換層模板的側壓力

采用內部振搗器在轉換層澆筑混凝土時，要保證模板具備一定的承載力和剛度，澆筑之后會產生作用于模板最大側壓力的作用力。影響側壓力大小的因素包括澆筑混凝土產生重力的密度大小，混凝土初凝時間、溫度，澆筑混凝土的基本速度，有沒有添加外加劑等等。

5、提升土木工程設計人員的素質

我國現階段的土木工程設計工作較之以前而言取得了明顯的進步，設計人員也有著較為豐富的工作經驗，掌握較多先進科學的設計方法。但是，一般設計工作者，設計人員過多的注重施工圖紙，很難兼顧到實際施工過程中可能遇到的問題。施工圖紙在整個設計工作中都只是一部分參考資料，與實際的施工過程相比較，建設單位要想能夠保證整個土木工程的質量和標準達到相關的要求，必須要保證設計人員能夠將自己的設計意圖表達的完整準確。現階段的工程管理者專業水平較低，對于土木工程的結構以及設計環節的相關知識較為缺乏，因此，在指導施工時，往往會對圖紙產生誤解，導致設計工作和施工工作出現誤差。所以，土木工程設計人員要不斷提升自身的專業素質，通過繼續教育以及自學等相關途徑，加深對工程設計技術的理解和掌握，從而提升認識水平和業務能力，保證設計工作能夠更好地指引施工工程的順利進行。

6、保證土木設計工作的安全性

要想提高整個土木工程設計工作的安全性，就要先從管理工作入手，首先要選擇那些等級高、資歷老、具有先進管理水平的設計單位來承擔工程設計工作，只有保證設計單位具有先進的設備、高素質的設計人員，才能從根本上提升整個設計工作的水平。還要強化設計人員的理論基礎知識，因為，設計人員對設計知識的掌握程度會對整個土木工程項目產生重要的影響，只有保證設計工作人員能夠對基本設計方法進行掌握，并且不斷更新自己的設計理論，才能保證整個設計工作滿足不斷提升的施工要求。還要保證設計工作中盡量不產生失誤，在進行設計計算時，不出現缺項和漏項的現象，保證設計圖紙不出現較大的質量問題。設計人員要對相關數據進行認真檢查，并仔細核對，避免出現人為疏忽的問題，只有保證設計圖紙能夠全面、詳細，才能夠指導施工人員進行科學施工，不出現任何工程施工事故，工程管理人員要強化對設計環節的監督和管理工作，并且對整個施工過程進行全面管理。設計單位在完成相關工作之后，還要與施工方時刻保持聯系，及時解答施工人員對設計圖紙提出的種種疑問，一旦發現任何問題，要及時進行審核，修改出現的任何錯誤，保證施工工作的順利進行。

7、保證土木設計工作的經濟性

土木設計工作的經濟性要求有關部門可以通過招標與投標的方式來對不同的設計方案進行分析和比較，在保證工程安全的基礎上，選擇經濟性突出的設計方案，從而來節省工程開支。在進行工程施工設計工作時，還要不斷鼓勵設計者開拓他們的思路，采用靈活的設計理念來進行工程設計，可以通過標準圖來降低整個設計工作量，加快設計工作的進度，但是，這樣的設計方法會加大整個工程施工成本。因此，設計人員要在日程設計工作時，保證整個工程安全的同時兼顧設計工作的經濟性，對于能夠壓縮工程成本的細節進行反復核算，從而保證設計工作能夠兼顧安全性和經濟性，節省一切不必要的工程開支。設計人員還要控制多參數的設計工作，例如在土木工程混凝土鋼筋結構的設計工作中設計的安全因素和成本較多，相同的荷載往往會出現不同的設計結果，各個部門只有在互相溝通與合作的基礎之上，通過相關數據和資料才能提升整個設計工作的經濟性。

四、結束語：

總之，土木工程結構設計與工程建筑的安全性和經濟性有直接關系，我們在設計土木工程結構時，要平衡好安全性和經濟性，就需要在設計的時候多下功夫，綜合考慮多方面影響因素。在今后的生活生產中，要采用科學的管理和設計模式實現安全性和經濟性的統一，建設更美觀、更安全，并能為企業帶來更大的經濟效益的土木工程。

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