分析土木工程結構設計中的安全性與經濟性

王建寧

摘 要：本文針對土木工程結構設計中的安全性與經濟性，結合工程實例，在簡要闡述重視土木工程結構設計中安全性與經濟性的必要性的基礎上，分析了我國目前土木工程結構設計的現狀，并分別論述了土木工程結構設計安全性保障措施和經濟性保障措施。得出在土木工程結構設計中安全性和經濟性是降低施工成本，保證施工質量關鍵的結論，希望對相關單位有一定幫助。

關鍵詞：土木工程 結構設計 安全性 經濟性

中圖分類號：TU71 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）12（c）-0028-02

近年來，我國社會經濟快速發展，建筑行業作為我國國民經濟的支柱產業獲得了繁榮發展，土木工程結構設計自身的優點，促使其在建筑領域中占據非常重要的位置。大量工程實例表明，科學合理土木工程結構設計，對降低施工成本有重要意義。我國對此方面的研究還有待進一步深入，因此，文本基于工程實例，對土木工程結構設計中的安全性與經濟性做了如下分析。

1 工程概述

某土木工程總建筑面積為2.54萬m2，共8層，總高度為28.4m，各層層高為3.3m，室內外的高度差為0.5mm，底層室內設計標高為±0.000。該土木工程的耐久等級、耐火等級、防水等級均為二級。混凝土強度等級為C25混凝土，鋼筋采用Ⅰ、Ⅱ級鋼筋，墻體結構為框架剪力墻結構。

2 重視土木工程結構設計中安全性與經濟性的必要性

為充分發揮土木工程結構特性和具體功能，就必須格外重視結構設計的安全性和經濟性。其中安全性是各項建筑工程在結構設計中均需要遵守的首要原則，也保證建筑工程使用安全性的主要途徑。在土木工程結構設計中重視安全性，有利于保證建筑工程各項功能都能正常使用，確保建筑工程施工完成后，能達到相應的安全標準。同時也是黨和政府高度關注的問題，因此，在具體設計中必須高度重視結構的安全性能[1]。

長久以來，混凝土是建筑工程施工中應用的主要材料，具有韌性強、強度高、安全可靠的優勢，能夠有效保證建筑工程結構的安全性、經濟利益，同時還能提高企業社會效益和企業形象，從而提高施工企業的核心競爭力。就該建筑工程而言，在設計過程中墻體結構剪力墻結構，混凝土等級選擇C20，縱向受力筋有計算確定分布鋼筋，當墻體厚度在200mm以下時，要配置單層結構，當墻體厚度在200mm或者200mm以上時，要配雙層，墻體厚度不能低于160mm。

近年來，建筑施工安全事故頻繁發生，一旦安全事故，就勢必會對生命、財產構成威脅，同時還會造成巨大的經濟損失。因此，安全是一切的基礎，只有保證土木工程結構設計的安全性，才能幫助建筑企業獲得更多的經濟利益和社會效益，而經濟性則是提高土木工程結構安全性的基礎，因此，在具體設計中必須重視二者的發展，并進行協調處理。

3 土木工程結構設計現狀分析

3.1 安全性設計存在問題

就我國目前土木工程結構設計的應用現狀而言，雖然很多設計單位認識到安全的重要性，但在具體設計中也經常出現一些偏差，因為，在土木工程結構安全性設計中，需要充分考慮施工程的承載力和耐久性，需要大量的計算和理論分析，才能有效保證土木工程的安全性，任何一個細小的環節出現質量問題，都會對工程的安全性造成嚴重影響。

3.2 經濟性設計存在缺陷

土木工程結構設計中，經濟性和安全性同樣重要，如果發生經濟缺陷，就會導致后期施工資金難以及時到位，從而影響建筑工程施工的進度，甚至引發超預算等重大問題，導致土木工程項目建設難以順利開展[2]。此種經濟性的設計缺陷問題出現的主要原因是在結構設計中，忽視了預算、工程造價的控制和管理，從而影響整個土木工程的施工效率和質量。

4 土木工程結構設計安全性保障措施

4.1 積極應用BIM技術

傳統土木工程在設計中，比較側重于采取二維繪圖工具來繪制二維建筑結構施工設計圖紙，但存在很多弊端。而BIM技術則能有效解決傳統土木工程設計中存在的弊端，通過BIM技術可以搭建一個綜合性系統平臺，把該建筑工程信息全部匯集到一起，建成三維數字化建筑信息模型。從而把Sketchup、Rhino、Fromz的信息輸入到BIM核心建模中，有益于設計出一個完整的工程項目信息模型，最大限度上保證土木工程各項信息的一致性和完整性，實現土木工程設計的智能化，大大降低土木工程設計的成本。

就該土木工程而言，施工信息比較大，且各大項目團隊之間進行信息交流的難度也大大增加，為保證項目施工能順利進行，就需要把施工信息進行匯總，以便進行宏觀調控。因此，在該土木工程設計初期就引入BIM技術，可實現各部分施工進度規劃的合理，以便更好的控制施工成本。

4.2 切實做好結構選型工作

結構選型是確保土木工程結構設計相關工作能有序開展的關鍵，選型的成本，直接決定了土木工程建設的耐久度和安全性。因此，在土木工程結構選型中，要注意兩點：建筑模數制，我國采用的建筑基本模數的數值規定為100mm，其符號為m，也就說1m=100mm，整個建筑物和建筑部件的模化尺寸，應當是基本模數的倍數。（2）土木工程設計結構的要求，土木工程的建筑設計和結構設計要緊密的結合到一起，在建筑設計時要充分考慮結構的要求，就該建筑工程而言，各層層高為3.3m，室內外的高度差為0.5mm，底層室內設計標高為±0.000，在平面設計時，要充分考慮變形縫的設置、符合抗震概念設計的要求；并確定開間和進深時應考慮柱網尺寸、主次梁的合理跨度等[3]。

5 土木工程結構設計經濟性保障措施

5.1 科學合理地應用限額設計

就本土木工程而言，在結構設計確保其具有較為理想的經濟優勢，對應用限額設計提出了更高要求。限額設計的主要目的是避免土木工程在后期施工中，發生超預算問題，確保各項工序都能順利進行。因此，在土木工程結構設計前要先對在工程預算進展著重分析，充分了解和掌握本工程施工的資金投入情況，以提高限額設定的合理性。確保土木工程結構設計能體現出最為理想的經濟性保障效果。

5.2 積極協調各個階段的設計要求

在土木工程結構設計中經濟性控制而言，要在保證土木工程施工質量和施工進度的基礎上，降低土木工程結構施工成本。因此，在具體設計中對設計人員的綜合素質提出了更高的要求，既要求設計人員具有工程設計方面的專業知識，也要具有成本控制方面的知識。在考慮結構設計經濟性的同時，還要充分考慮土木工程施工質量、施工安全性、施工進度等方面的內容[4]。才能夠有效確保相應經濟性方面的控制和把關能夠較為理想，并落實提高結構設計的落實效率。不會對土木工程項目應用的安全性影響。

6 結語

綜上所述，本文結合工程實例，深入分析了土木工程結構設計中的安全性與經濟性，得出以下幾點結論：（1）為確保土木工程結構設計能發揮出理想的作用，就必須高度重視結構設計的安全性和經濟性。（2）就土木工程結構設計的安全性而言，要從設計規范、結構選型、承載力計算3個方面入手，才能大限度上地提高結構設計的安全性和穩定性。（3）就經濟性方面而言，要從應用限額設計、協調各個階段的設計要求兩個方面入手，才能有效避免各類問題和缺陷的發生。

參考文獻

[1] 金巍.淺談土木工程結構設計中的安全性與經濟性[J].科技展望，2017（24）：260.

[2] 牛田新.淺談土木工程結構設計中的安全性與經濟性[J].現代經濟信息，2017（12）：346.

[3] 苗慧.淺談土木工程結構設計中的安全性和經濟性[J].黑龍江科技信息，2017（16）：247.

[4] 張凱.針對土木工程結構領域中的安全性和經濟性因素展開分析[J].城市建設理論研究：電子版，2017（14）：219.