土木工程結構設計中的安全性與經濟性探討

徐彥軍

摘要：在城市化不斷發展過程中，各種各樣的建筑物拔地而起，高層和超高層建筑越來越多。因此，土木工程項目也就成為了我們國家現階段工作的重點。雖然投入了極大的人力、物力、財力，但是工程的整體效果受到多方面因素的影響與制約，只要其中某一個環節出現了些許錯誤，對全局都會產生致命的影響。尤其是土木工程的結構設計工作，作為源頭一旦出錯后面的努力也都是無用功，并且結構設計工作出現失誤并不僅僅是形象到工程質量，更有可能對整個工程工作人員的生命安全造成影響。為了保證工作人員與周圍群眾的生命財產安全，保證工程質量就必須做好源頭的土木工程結構設計工作。

關鍵詞：土木工程;結構設計;安全性與經濟性

對于土木工程而言，建設企業首先會考慮投資的經濟效益，而對于后期使用者而言，建筑的實用性與安全性則是其最為關注的核心問題。綜合這兩方面，土木工程結構設計的經濟性與安全性則成為了建設企業與使用者的最終關注點。在本文當中，主要圍繞如何提升土木工程結構設計的安全性與經濟性這一問題進行了論述，以期為相關行業工作者提供一定的參考。

一、土木工程結構設計中安全性和經濟性的內在聯系

在能夠滿足使用需要和擁有較高的安全性能是土木工程結構設計的最終目的，但是在中國的社會經濟飛速發展的當下，廣大人民對于土木工程結構設計的經濟性的要求也越來越高，在這樣的情況下，如何有效處理好土木工程結構設計的安全性能以及經濟性能便成為了土木工程結構設計的重中之重。這就要求土木工程的設計師們在研究土木工程結構設計的同時，正確處理好土木工程的安全性能以及經濟性能，嚴格按照有關標準研究制定出最佳的施工方案，確保土木工程安全第一，經濟最優。

二、土木工程結構性設計方面存在的問題

（一）牢固性較差

對于建筑物來說，影響其使用壽命的關鍵因素之一就是其牢固程度。建筑物的牢固性達不到一定要求在工程完成初期的使用過程中雖然看不出什么弊端，但隨著使用年限的增加，許多問題就會接踵而來，例如，墻體破裂，嚴重的甚至會出現墻體坍塌的危險。這些問題不僅會影響到使用過程中的安全性，而且還極大地增加了后期的修復成本。

（二）耐久性不足

建筑物的耐久性是指當建筑物所能承受的最大程度的負荷壓力以及其在這種負荷壓力下的具體承重時間。建筑物能夠承受的負荷壓力值越大，承載時間越久，說明該建筑物的耐久性能越強。但是，這種定義的前提是在理想條件下的承重壓力以及時間。在具體的實驗中，建筑物的耐久性或多或少地都會受到其周圍環境的影響。使得建筑物的耐久性能有所下降。然而，負責土木工程結構設計的專業人員在工作過程中卻忽略掉了這一點，沒有對建筑物所處的周圍環境、氣候條件以及其他的人為因素和自然因素加以考慮。對于兩個工程質量等各方面相同的建筑物而言，處于兩種不同的自然環境下，在加之人為因素的影響，二者的耐久性會有很大的差異。

三、土木工程結構設計安全性與經濟性的提高策略

（一）土木工程結構設計時對參數選擇嚴格把控

土木工程的結構設計是一項比較復雜的技術性工作，在設計過程中常常需要設定每個施工部位的參數，例如土木工程主體的構造參數、工程材料的使用參數、人力資源的配置參數、財力資源的配置參數、物理資源的配置參數以及土木工程內部每道墻體的角度參數和間距參數等等，這些龐大的參數都是土木工程結構設計中必須要著重考慮到的，一旦其中有一項參數設計存在不合理情況，勢必就會在施工中出現質量隱患、安全隱患和成本浪費等等，繼而影響到土木工程的安全性和經濟性。因此，設計人員在結構設計中，首先就要做好數據統計，了解土木工程的人力資源、物理資源以及財力資源，并利用計算機信息技術合理制定土木工程結構設計中的各項參數，以保證土木工程的承載力和穩固性，減少施工中出現資源浪費的可能性，從多方面提高土木工程的安全性和經濟性，促進我國土木工程的建設發展。

（二）優化設計細節，注重各個施工環節的重點設計工作

隨著我國經濟化和城市化程度的提升，城市用地問題逐漸成為了城市規劃建設過程中的瓶頸。受到城市用地問題的影響，近年來高層建筑的使用范圍得到了顯著的拓寬。在這一社會背景下，社會對于土木工程結構的抗彎剛度要求愈發嚴苛，而建筑剛度需以建筑的層間位移為參考指標。鑒于此，在實際的結構設計工作當中，設計人員應當結合工程實際來擬定工程項目中的構件剛度與其截面面積。地基乃各類土木工程項目的關鍵單元，其設計質量將對項目質量與安全性造成直接影響。因此，在對地基加以設計時，設計人員應綜合考慮地下水位、地質情況與施工環境，從而確保設計方案具備較強的經濟可行性與安全性。

（三）合理使用鋼結構，提升土木結構設計的安全性與經濟性

合理使用鋼結構可提升建筑的抗彎性能，從而提升建筑的安全性并保障建筑企業的經濟效益。一方面，基于鋼結構技術的施工一般通過使用不同型材所組成的鋼結構來提升土木建筑的抗彎性能，鋼材的材料特性使得建筑的力學性能更為突出。當建筑投入使用之后，更佳的抗壓性能可幫助其更好地應對地震等自然災害，從而提升建筑的安全性。另一方面，鋼結構技術的引入可較好地控制混凝土結構的坍縮、開裂現象。由此看來，運用鋼結構技術進行土木工程施工可有效規避傳統混凝土結構所存在的缺陷，從而有效提升建筑的安全性。

（四）有效進行成本管控

土木工程結構設計的經濟學控制首先應當從有效進行成本管控著手。對于工程項目來說，成本管控最重要的一個構成內容就是對于招投標的合理展開與控制，結構設計經濟學的控制可以充分從這一點出發。和結構設計相關的招投標項目較為繁多，只有在每一個采購方向上都合理進行成本控制，嚴格實施項目預算，并且以嚴謹的方式進行招投標工作，這樣才能夠找到優質的合作方，獲取良好的建筑原材料和設備。這不僅是項目質量的有效保障，這也是合理進行成本預算的控制，讓結構設計的造價得到良好控制的過程。

四、結語：

經過本篇論文的整體討論，我們能夠了解到土木工程結構設計不同于其他的設計，所要注意的考慮的方面都是最多的，所以他所造成的影響也是最大的。在進行土木工程結構設計的時候，最先要考慮的就是整個工程的安全性，在保證安全的前提下，在提升工程的整體質量，在安全與質量都得到保證的前提下，最后再想辦法提升經濟效益，不可以一位的追求經濟效益而忽視了工程質量與整體的安全問題。這樣才能是我國的土木工程結構設計行業向著更好的方向發展。

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