淺談土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的安全性與經(jīng)濟(jì)性

李星

（山西潞安工程勘察設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限責(zé)任公司 山西長(zhǎng)治 046000）

高速公路、大型橋梁、摩天大樓、地下建筑等各種土木工程的產(chǎn)生以及大量建設(shè)為人們的生活帶來(lái)了極大的便利，也不斷推動(dòng)著我國(guó)的建筑行業(yè)的發(fā)展。但是近年來(lái)土木工程安全事故頻發(fā)，安全事故的發(fā)生對(duì)人們的生命以及財(cái)產(chǎn)都帶來(lái)了極大的損失，因此土木工程的安全性受到廣泛的關(guān)注。土木工程建筑存在安全性問(wèn)題時(shí)，就絕對(duì)不能使用，但是一味強(qiáng)調(diào)安全就難以協(xié)調(diào)土木工程的經(jīng)濟(jì)性，這就對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性以及經(jīng)濟(jì)性提出了更高的要求，要求設(shè)計(jì)人員從土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性與安全性之間取得平衡[1]，這樣才會(huì)更有利于土木工程的快速發(fā)展。現(xiàn)對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的安全性與經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行探討如下。

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

1.1 安全規(guī)范低于國(guó)外行業(yè)規(guī)范

我國(guó)土木工程安全規(guī)范的權(quán)威性不強(qiáng)，這些安全規(guī)范對(duì)設(shè)計(jì)的約束力不足，這些因素都是我國(guó)土木工程質(zhì)量不如西方發(fā)達(dá)國(guó)家的重要原因。國(guó)外很多建筑的使用壽命已經(jīng)達(dá)到百年，但是其質(zhì)量依然過(guò)硬，仍然處于正常使用的狀態(tài)，與國(guó)外優(yōu)秀建筑相比，我國(guó)許多土木工程的質(zhì)量就顯得不高，部分建筑在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)發(fā)生變形、開(kāi)裂等問(wèn)題。從這里可見(jiàn)我國(guó)的結(jié)構(gòu)規(guī)范與西方發(fā)達(dá)國(guó)家的結(jié)構(gòu)規(guī)范還存在較大差距，例如：英國(guó)辦公樓樓板承受活荷載為2.5kN/m2，美國(guó)為2.4kN/m2，而我國(guó)為2.0kN/m2，而在這樣的規(guī)范約束下設(shè)計(jì)，施工的建筑質(zhì)量必然與國(guó)外水平存在一定差距[2]。

1.2 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)牢固性不強(qiáng)

土木工程結(jié)構(gòu)是否牢固決定了建筑是否安全，更影響著建筑的使用壽命，因此進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)首先要確保的就是結(jié)構(gòu)要足夠穩(wěn)固。當(dāng)前我國(guó)土木工程設(shè)計(jì)存在的最大問(wèn)題就是土木工程的牢固性不強(qiáng)。對(duì)土木工程的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)時(shí)，容易在承載能力、耐久性等各方面出現(xiàn)一些偏差，導(dǎo)致產(chǎn)生計(jì)算上的偏差以及忽略的問(wèn)題，為了確保具有較高的牢固性，就必須要充分考慮到發(fā)生重大災(zāi)害時(shí)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有良好的冗余度，除此之外還要充分考慮到地質(zhì)承載能力以及地質(zhì)情況來(lái)論證土木工程的設(shè)計(jì)。但是當(dāng)前我國(guó)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)這些重視不足，這使得發(fā)生重大災(zāi)害時(shí)常出現(xiàn)建筑物大范圍的倒塌、損害等。

1.3 對(duì)環(huán)境因素考慮不足

土木工程設(shè)計(jì)中，存在對(duì)環(huán)境因素對(duì)工程安全性與耐久性重視不足的問(wèn)題?；瘜W(xué)腐蝕、水與土的酸堿度、溫度以及濕度等都會(huì)影響鋼筋以及混凝土的使用壽命，從而影響到土木工程的安全性以及耐久性，對(duì)這些影響因素重視不足，就會(huì)增加重大安全隱患的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

2 提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的措施

2.1 不斷完善土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)人員進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不僅要重視保障工程的經(jīng)濟(jì)效益，還需要積極優(yōu)化完善原設(shè)計(jì)理論，積極引進(jìn)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)與思路，從而對(duì)設(shè)計(jì)思路進(jìn)行不斷完善與創(chuàng)新。不斷提高設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，結(jié)合實(shí)際情況來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的不穩(wěn)定因素進(jìn)行重點(diǎn)規(guī)劃與分析，進(jìn)而對(duì)工程施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行盡可能的控制[3]。

2.2 不斷增強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的安全意識(shí)

提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的前提在于設(shè)計(jì)人員要具有足夠強(qiáng)的安全意識(shí)，但是從實(shí)際上看來(lái)，多數(shù)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程中，部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員并不具有極高的安全意識(shí)。建筑體的總體性能受到建筑結(jié)構(gòu)的直接影響，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)安全問(wèn)題重視不足的話(huà)，將會(huì)直接對(duì)建筑的安全性造成影響，因此必須不斷增強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的安全意識(shí)。

2.3 積極使用新材料

進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，積極使用新材料將有助于明顯提高建筑工程的安全性。經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展、科學(xué)技術(shù)水平越來(lái)越高的當(dāng)前，土木工程新興材料越來(lái)越多，并且這些材料還在土木工程的施工中得到了廣泛的應(yīng)用，這為我國(guó)土木工程建筑行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了強(qiáng)大的動(dòng)力。例如，將纖維復(fù)合材料應(yīng)用于土木工程中，有助于提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性，進(jìn)一步提高建筑質(zhì)量，也能減少材料成本，其具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

2.4 不斷完善土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與體制

進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須確保所有設(shè)計(jì)均與國(guó)家規(guī)定的技術(shù)規(guī)范相符合。對(duì)當(dāng)前還不夠完善的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，我們要積極、虛心地學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，在這一基礎(chǔ)上結(jié)合我國(guó)國(guó)情來(lái)對(duì)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改進(jìn)；除此之外還要大力提倡進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)安全設(shè)計(jì)不足的水準(zhǔn)以及規(guī)范等時(shí)，要及時(shí)反饋給上級(jí)主管部門(mén)，從而不斷提高規(guī)范條例的安全性、合理性以及科學(xué)性。

2.5 加強(qiáng)設(shè)計(jì)過(guò)程的管理

設(shè)計(jì)人員自己要不斷加強(qiáng)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，特別重視學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方法以及設(shè)計(jì)計(jì)算理論，熟練掌握這些，同時(shí)對(duì)自己的知識(shí)體系進(jìn)行不斷更新，進(jìn)而確保自己的水平與知識(shí)都處于領(lǐng)域前沿。對(duì)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)完畢的數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)核對(duì)，完善審核制度，進(jìn)而確保設(shè)計(jì)無(wú)遺漏或者疏忽，減少安全隱患的發(fā)生。

2.6 重視施工反饋并及時(shí)進(jìn)行修改

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成，審核確認(rèn)無(wú)誤后并不意味著以后就不需要對(duì)設(shè)計(jì)稿進(jìn)行修改，實(shí)際施工過(guò)程中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)一些意外引起的變更，因此設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)與施工人員之間的聯(lián)系。施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存在難題或者問(wèn)題時(shí)，施工人員就要及時(shí)通知設(shè)計(jì)人員，由設(shè)計(jì)人員來(lái)對(duì)圖紙進(jìn)行核查，及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整以解決問(wèn)題，這樣才能減少事故的發(fā)生。

3 提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性的措施

3.1 綜合考慮各種設(shè)計(jì)參數(shù)

土木工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)大量設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，這些參數(shù)時(shí)常會(huì)存在安全積累問(wèn)題。以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，設(shè)計(jì)過(guò)程中就常見(jiàn)安全因素以及成本因素，常見(jiàn)的鋼筋數(shù)量、面積以及材料等都會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性以及安全性造成影響。進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要評(píng)估、選擇多種設(shè)計(jì)方案，了解最新規(guī)范對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各方面的規(guī)定，根據(jù)參數(shù)的變化以及合理選擇來(lái)對(duì)參數(shù)進(jìn)行綜合衡量，采用最主要的參數(shù)來(lái)協(xié)調(diào)安全性與經(jīng)濟(jì)性，確保最終選取參數(shù)的可靠性以及準(zhǔn)確性，進(jìn)而保障相應(yīng)的土木工程結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)較為理想的可約束性。

3.2 靈活設(shè)計(jì)以降低造價(jià)

千篇一律的標(biāo)準(zhǔn)圖設(shè)計(jì)能夠減少設(shè)計(jì)出現(xiàn)的誤差，也有助于減少設(shè)計(jì)工作量，但是這樣做的創(chuàng)新性不足，對(duì)合理降低工程造價(jià)也是不利的。因此設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)思路與設(shè)計(jì)方法要靈活，還應(yīng)該在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前能夠針對(duì)工程預(yù)算進(jìn)行分析，從而協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)性與安全性。

3.3 加強(qiáng)與相關(guān)部門(mén)的合作

進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要妥善協(xié)調(diào)與相關(guān)部門(mén)之間的關(guān)系，加強(qiáng)彼此之間的合作，從而盡可能獲得大量可靠、準(zhǔn)確的信息與資料，這能有效減少設(shè)計(jì)方案由于數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確引起的返工，有助于控制成本。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要足夠多的數(shù)據(jù)支持，例如水文、地質(zhì)、氣候等相關(guān)數(shù)據(jù)，這就要求加強(qiáng)與相關(guān)部門(mén)之間合作。

4 結(jié)束語(yǔ)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為土木工程項(xiàng)目的核心環(huán)節(jié)，必須始終高度重視安全性，這樣才能確保設(shè)計(jì)以及施工的安全性與經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而為企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供保障。設(shè)計(jì)人員要不斷提高自己的能力，扎實(shí)掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)，設(shè)計(jì)過(guò)程中嚴(yán)格按照安全設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，必須要綜合考慮安全性與經(jīng)濟(jì)性，這樣才能使二者和諧統(tǒng)一，從而為每一處設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的安全性與經(jīng)濟(jì)性提供保障。