土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題與初探

(鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 河南 鄭州 450000)

近些年來(lái)，我國(guó)土木工程安全事故時(shí)有發(fā)生，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)重影響，也造成了建筑材料的嚴(yán)重浪費(fèi)，為我國(guó)人身安全帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p失。因此我國(guó)相關(guān)部門出臺(tái)了相關(guān)法律法規(guī)，制定了質(zhì)量終身負(fù)責(zé)制，有效控制了類似事件的發(fā)生。

一、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定一個(gè)建筑物安全性能是否達(dá)標(biāo)，是建筑工程中最需注意的方面，另外，建筑安全性也與施工技術(shù)條件、后期維護(hù)等有關(guān)。我國(guó)目前相關(guān)管理水準(zhǔn)不高，與國(guó)外有一定差距，因此事故頻發(fā)，損失嚴(yán)重。我國(guó)土木工程建筑結(jié)構(gòu)最大的不足之處就是安全牢固不達(dá)標(biāo)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力低下。安全牢固是所有建筑物的建設(shè)原則，是施工開(kāi)始首先考慮好的問(wèn)題，嚴(yán)格做好安全設(shè)計(jì)，保證建筑的牢固性，即使出現(xiàn)局部輕微損壞也不會(huì)影響到其他部分，更不會(huì)造成大面積坍塌等安全事故，這是一個(gè)建筑最基本的安全保障。而建筑的牢固程度一般依靠建筑的延性和冗余度，如果延性和冗余度達(dá)標(biāo)，那么即使出現(xiàn)地震、爆炸等事故，建筑物就具備了基本安全能力，不會(huì)對(duì)人員造成巨大傷害。但是由于我國(guó)在這一方面起步較晚，相比于美國(guó)、日本和歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家還有很大的差距，因此施工中經(jīng)常出現(xiàn)各種問(wèn)題。

建筑的使用與建筑設(shè)計(jì)具有密切的關(guān)系，具體關(guān)系體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是建筑安全性影響工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的選擇。主要是造價(jià)使工程建筑設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、主體結(jié)構(gòu)等的影響；二是建筑安全性影響工程設(shè)計(jì)中細(xì)節(jié)的選擇。主要是工程設(shè)計(jì)中建筑材料等的選擇。另外建筑工程設(shè)計(jì)對(duì)建筑使用情況的影響體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是建筑設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)體系的選擇影響建筑安全性的變化。如工程設(shè)計(jì)中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系中還具體劃分為剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)等，不同的結(jié)構(gòu)體系中的材料、人力、技術(shù)等的投入不同，導(dǎo)致建筑安全性的不同；二是工程設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)布置等的選擇影響建筑安全性的控制管理。主要是因而當(dāng)前的工程設(shè)計(jì)可以分為平面布置和豎向布置，不同的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)布置對(duì)于構(gòu)件等的使用不同，成本投入也由此產(chǎn)生變化；三是工程設(shè)計(jì)中的建筑項(xiàng)目的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式等的選擇不同，將會(huì)影響建筑項(xiàng)目的質(zhì)量和成本；如獨(dú)立基礎(chǔ)的沉降量不均勻，施工質(zhì)量管理較差，在前期施工中產(chǎn)生的造價(jià)控制較低而在后期維護(hù)中則會(huì)產(chǎn)生較高的造價(jià)成本。所以說(shuō)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式對(duì)于建筑安全性具有重要的影響意義。

(一)土木工程建筑設(shè)計(jì)規(guī)范水平較低。一項(xiàng)土木工程建筑結(jié)構(gòu)的安全性要達(dá)標(biāo)，構(gòu)件的承載能力、材料的安全性和安全系數(shù)、整體建筑的牢固度與耐久度等方面都應(yīng)符合一定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。而我國(guó)對(duì)于這一方面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不是特別嚴(yán)格，因此設(shè)計(jì)規(guī)范水平偏低。而施工隊(duì)按照此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，工程質(zhì)量自然不會(huì)很高。

(二)土木工程建設(shè)整體牢固性差。僅依靠某一構(gòu)件有較強(qiáng)承載力不足以保證整個(gè)建筑的安全性，還要求該建筑有較強(qiáng)的整體牢固性，保證當(dāng)建筑物局部出現(xiàn)破壞時(shí)整體還能保持較高的安全性，不會(huì)出現(xiàn)大面積崩塌。整體牢固性主要取決于良好的延性和冗余度，抵抗大災(zāi)難帶來(lái)的破壞，從而減少人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

(三)土木工程建設(shè)耐久性差，維護(hù)意識(shí)差。我國(guó)土木工程安全設(shè)計(jì)中，往往只考慮荷載作用下建筑的耐久性而忽略了環(huán)境因素如空氣干濕度、土壤中忽而學(xué)物質(zhì)的侵蝕等，導(dǎo)致了建筑中鋼筋混凝土過(guò)早腐蝕而降低了建筑的安全性，縮短了建筑的使用壽命。

(四)土木工程設(shè)計(jì)的局限性。正常情況下，當(dāng)確定好工程項(xiàng)目的功能等具體信息后，設(shè)計(jì)工作才開(kāi)始展開(kāi)。而一些設(shè)計(jì)單位領(lǐng)導(dǎo)為了個(gè)人利益縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，甚至在項(xiàng)目功能沒(méi)有確定的情況下就要求設(shè)計(jì)人員交上設(shè)計(jì)圖紙，因此，設(shè)計(jì)人員很難設(shè)計(jì)出滿足項(xiàng)目功能的設(shè)計(jì)方案，制約了我國(guó)設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展。

二、加強(qiáng)土木工程安全性和耐久性的建議和對(duì)策

隨著社會(huì)的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，相關(guān)管理部門必須對(duì)土建工程的安全性和耐久度提起重視，并逐漸提高。具體可從以下幾個(gè)方面做起:(1)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)加強(qiáng)對(duì)土建工程所用建筑材料如混凝土、鋼筋等耐久性的研究，對(duì)不同條件的施工現(xiàn)場(chǎng)采用不同的研究方法，管理部門出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)耐久性的提高；(2)提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范水平，而對(duì)于土建工程的檢測(cè)與評(píng)估人員，應(yīng)確保其具有從業(yè)資質(zhì)；(3)向土建工程施工人員宣傳維護(hù)的重要性，建立完善的土木工程檢測(cè)與維護(hù)機(jī)制；(4)向歐美國(guó)家學(xué)習(xí)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)與管理技術(shù)，規(guī)范管理體制，注意工程團(tuán)隊(duì)的人性化管理，適量降低相關(guān)規(guī)范的約束性與強(qiáng)制性，鼓勵(lì)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新：(5)組織專家進(jìn)行研討與實(shí)際勘探，制定出符合我國(guó)國(guó)情的土建工程耐久度標(biāo)準(zhǔn)，保證標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范性、科學(xué)性、先進(jìn)性與可控性。

三、土木工程建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)建議

(一)設(shè)計(jì)的安全性。(1)加強(qiáng)管理。管理人員應(yīng)選擇技術(shù)嫻熟、經(jīng)驗(yàn)豐富、整體素質(zhì)較高的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，這類團(tuán)隊(duì)一般都具有先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，最新的工作設(shè)備以及經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)人員，能夠達(dá)到理想的設(shè)計(jì)結(jié)果。(2)加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)，提高設(shè)計(jì)素質(zhì)。土建工程的設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)自身對(duì)設(shè)計(jì)理論與方法的掌握程度，這對(duì)提高土建工程的設(shè)計(jì)水平至關(guān)重要。(3)設(shè)計(jì)計(jì)算嚴(yán)密。設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮到每一方面的因素，核對(duì)好所有數(shù)據(jù)，使設(shè)計(jì)結(jié)果能夠滿足各種條件下安全要求，避免疏漏某一項(xiàng)目的安全設(shè)計(jì)。(4)詳細(xì)的設(shè)計(jì)圖紙。由于設(shè)計(jì)人員與實(shí)際施工人員之間有較大的技術(shù)差距，因此設(shè)計(jì)人員應(yīng)不怕麻煩，詳盡、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貙?duì)一些細(xì)節(jié)加以說(shuō)明，保證不同層次的施工人員都能看懂，從而提高工程質(zhì)量避免錯(cuò)誤理解圖紙等不必要事故的發(fā)生。

(二)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。(1)加強(qiáng)管理。管理人員對(duì)投標(biāo)公司的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比，安全性是首要因素，其次對(duì)比其經(jīng)濟(jì)型、美觀度等條件，選出最優(yōu)設(shè)計(jì)，從根本上節(jié)約開(kāi)支。(2)不局限于標(biāo)準(zhǔn)圖。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)工作中為了減少工作量和設(shè)計(jì)漏洞，往往會(huì)采用標(biāo)準(zhǔn)圖。而標(biāo)準(zhǔn)圖由于沒(méi)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格經(jīng)濟(jì)計(jì)算，很容易造成超支問(wèn)題。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)保持一顆踏實(shí)勤奮的心態(tài)，逐一審核設(shè)計(jì)方案，在能節(jié)約的地方盡量節(jié)約設(shè)計(jì)，做到既保證工程安全性，又保證設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。(3)減少多參數(shù)設(shè)計(jì)的安全積累。土建工程構(gòu)建設(shè)計(jì)應(yīng)考慮多種因素，例如我國(guó)最常見(jiàn)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮材料的選擇、橫截面大小、形狀、鋼筋的粗細(xì)等，多種因素導(dǎo)致了同一荷載數(shù)值的兩個(gè)構(gòu)件并不相同。因此設(shè)計(jì)人員在保證構(gòu)件強(qiáng)度的前提下，盡量設(shè)計(jì)出既經(jīng)濟(jì)又美觀的構(gòu)件。(4)搞好部門之間的關(guān)系，以大局為重。土木建設(shè)工程會(huì)涉及到眾多部門與單位，例如數(shù)據(jù)整理、拆遷辦、設(shè)計(jì)單位等等。在實(shí)際生產(chǎn)中這些單位應(yīng)該拋棄本位主義，與其他單位積極合作，以大局為重，減少工程成本，加快工程建設(shè)進(jìn)度。

四、結(jié)束語(yǔ)

土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)事關(guān)國(guó)家與人民的人身財(cái)產(chǎn)安全，決定了工程的安全性和使用壽命，是整個(gè)工程的重中之重，因此設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)重視程度，提升自身設(shè)計(jì)水平，設(shè)計(jì)出安全經(jīng)濟(jì)的施工方案，提高我國(guó)土木工程的整體質(zhì)量，維持社會(huì)穩(wěn)定，促進(jìn)社會(huì)發(fā)展。