土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全問題及策略探究

邢福國

摘要：近些年來，隨著我國基建行業(yè)的迅速發(fā)展，土木工程專業(yè)領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安全一直備受關(guān)注。現(xiàn)就根據(jù)土木工程的特點(diǎn)進(jìn)行分析，主要針對建筑材料以及工程規(guī)劃方面，并對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中存在的安全問題進(jìn)行簡要分析;提出優(yōu)化解決該問題的方法，以進(jìn)一步提升土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的安全性和可靠性。

關(guān)鍵詞：土木工程;結(jié)構(gòu)安全;問題探究

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的增長，各行各業(yè)都呈現(xiàn)出兇猛的發(fā)展勢頭。我國基建行業(yè)同樣如此，在眾多基建領(lǐng)域中，土木工程是開展一切工作的基礎(chǔ)。在工程建設(shè)等領(lǐng)域發(fā)揮著無可替代的作用，但在發(fā)展過程中不乏出現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全問題，造成難以估量的損失。因此注重土木工程的設(shè)計(jì)工作，分析安全問題并對此建立起有效的解決方案可謂是重中之重。

1 現(xiàn)代土木工程的特點(diǎn)分析

1.1建筑材料方面

在土木工程專業(yè)領(lǐng)域中所涉及到的建筑材料多種多樣。在房建、道路、橋梁、地下工程、港口和隧道等工程領(lǐng)域中，根據(jù)不同基建工程的特點(diǎn)和要求，會(huì)采用具有不同性質(zhì)的工程材料，以滿足整個(gè)工程結(jié)構(gòu)當(dāng)中對材料的具體要求。同時(shí)對不同材料的品種和質(zhì)量的選用會(huì)直接影響工程結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，也會(huì)直接影響工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性等方面的內(nèi)容。例如，在房建領(lǐng)域當(dāng)中，不同的建筑工程會(huì)采用材料性質(zhì)各異的建筑構(gòu)件，對于工廠和廠房，一般選用的是大跨度的鋼結(jié)構(gòu)作為建筑主體，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的安全問題是工程師必須要考慮的，該方面內(nèi)容將在下文進(jìn)一步的分析;而在材料方面，需選用強(qiáng)度和剛度兩者均滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的鋼材，以避免竣工之后出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)在受到外力或載作用下由于自身強(qiáng)度和剛度的不足而產(chǎn)生較大的變形甚至被破壞的現(xiàn)象。在公共性建筑領(lǐng)域當(dāng)中，這些建筑一般具有龐大、宏偉的特點(diǎn)，此時(shí)就需要對建筑材料的要求滿足國標(biāo)及以上的制作水平;在面對一些大跨度以及大懸挑板的建筑構(gòu)造時(shí)，就需要適當(dāng)?shù)脑O(shè)置一些柱子以提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性，受建筑周圍環(huán)境的影響，建筑材料可能需要面對寒冷潮濕、腐蝕或高溫等的自然惡劣條件，因此對建筑材料的要求就更為苛刻。可見，現(xiàn)代土木工程行業(yè)受自然條件等其他因素的影響，在建筑材料方面就需相關(guān)工作人員采用不同特點(diǎn)的工程材料，以確保工程結(jié)構(gòu)的安全性。

1.2工程規(guī)劃方面

對于土木工程來說，工程規(guī)劃是其工作內(nèi)容的一個(gè)重要組成部分。其對于指導(dǎo)工程建設(shè)進(jìn)度和建設(shè)方向有著不可忽略的重要影響。工程規(guī)劃涵蓋的內(nèi)容較為廣泛。其不僅需要考慮工程建設(shè)方面的進(jìn)程和問題。同時(shí)需要兼顧建設(shè)工程所在的地理位置、城市空間、土地資源利用以及工程建設(shè)所在地區(qū)的發(fā)展目標(biāo)等眾多方面。做到優(yōu)化各項(xiàng)資源配置與工程建設(shè)的管理，解決不同工作領(lǐng)域的矛盾和問題，是不同于工程建設(shè)本身的外部宏觀工作。因此對于工程規(guī)劃方面來說，其特點(diǎn)是宏觀性的、多樣性的和整體性的。該工作內(nèi)容在一定程度上對于提升工程質(zhì)量，確保該技術(shù)領(lǐng)悟工作的正常進(jìn)行有指導(dǎo)意義，但如果未能對此做到合理有效的規(guī)范和管理將會(huì)對該工作產(chǎn)生很大的消極影響。

2 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的主要安全問題分析

2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)固性偏低

對于目前所頻繁出現(xiàn)的土木工程結(jié)構(gòu)安全問題中，相當(dāng)一部分都是出現(xiàn)在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面。雖然我國目前在基建領(lǐng)域當(dāng)中取得了令人矚目的成果，但同樣存在著一些不足，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面依然有待改進(jìn)。對于實(shí)際施工和材料運(yùn)用等的工作過程中，必然會(huì)存在一些令人棘手的工程問題，例如在設(shè)置基礎(chǔ)時(shí)，開挖遇水、遇石、土質(zhì)改變等得不可控因素，這些因素將會(huì)在一定程度上對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生或多或少的影響，難免會(huì)使得原本設(shè)計(jì)好的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)不適應(yīng)被改變的施工現(xiàn)場。這就需要相關(guān)工程技術(shù)人員能夠?qū)Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和處理，否則將會(huì)引起結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性較低，進(jìn)而造成降低建筑物本身安全強(qiáng)度的結(jié)果。除此之外，由于我國目前的結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)等級設(shè)定的要求不高，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在工作時(shí)并未設(shè)計(jì)出更為嚴(yán)苛的結(jié)構(gòu)要求，計(jì)算精度不夠高。進(jìn)一步的造成了結(jié)果設(shè)計(jì)的安全性和穩(wěn)定性偏低。

2.2無法明確區(qū)分構(gòu)造柱和承重柱

無論是在道路橋梁建設(shè)工作中還是房建工程中，很多條件下都會(huì)運(yùn)用到柱的工程結(jié)構(gòu)。柱子在工程結(jié)構(gòu)當(dāng)中主要起兩種作用，其一，是工程結(jié)構(gòu)中的必要組成部分，承擔(dān)著工程結(jié)構(gòu)當(dāng)中的主要應(yīng)力，我們稱之為承重柱。其二，是構(gòu)造柱，用于連接梁、板以及工程基礎(chǔ)之間的柱子，這些構(gòu)件同樣承受著一定的應(yīng)力，但其與承重柱有所不同，其主要工作方向在于同其他構(gòu)造柱組成一個(gè)具有穩(wěn)定性構(gòu)造的結(jié)構(gòu)，對于工程結(jié)構(gòu)來說，起到骨架的作用，與承重柱相比載重能力較弱。在土木工程結(jié)構(gòu)施工過程當(dāng)中，由于相關(guān)技術(shù)人員工作不到位，無法明確的區(qū)分構(gòu)造柱和承重柱之間的區(qū)別與聯(lián)系。承重柱的截面尺寸一般較大，用于承擔(dān)建筑物的主要荷載，而構(gòu)造柱主要起到連接和構(gòu)造的作用，對于這兩種不同的構(gòu)件，其自身的材料用量、設(shè)置位置、參數(shù)設(shè)計(jì)均不同，如果工作人員無法明確區(qū)分兩者，將會(huì)使得結(jié)構(gòu)構(gòu)造產(chǎn)生難以預(yù)料的安全隱患。由此可見，在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中明確各項(xiàng)構(gòu)件之間的聯(lián)系和運(yùn)用至關(guān)重要。

3 改進(jìn)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的有效策略

3.1制定規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)和體制

為進(jìn)一步的改進(jìn)在土木工程結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)領(lǐng)域的不足和問題，需要國家和相關(guān)部門結(jié)合當(dāng)前實(shí)際制定出新的工程建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范行業(yè)現(xiàn)行體制。除此之外，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)將我國的工程建設(shè)實(shí)際情況與國外先進(jìn)基建水平相聯(lián)系，做到取長補(bǔ)短，不斷優(yōu)化自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，以此來促進(jìn)我國該方面的工作取得更好更長遠(yuǎn)的發(fā)展。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作過程中，明確要求相關(guān)技術(shù)人員提高自身的核心素養(yǎng)，嚴(yán)格按照國家現(xiàn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求，以最大程度的發(fā)揮各個(gè)構(gòu)件之間的作用和聯(lián)系，兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性。國家提升對該行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對現(xiàn)有的行業(yè)體制進(jìn)行優(yōu)化。要求相關(guān)技術(shù)工作人員，樹立起精益求精的工作態(tài)度。最后，同樣需要國家及相關(guān)監(jiān)督管理部門，對土木工程領(lǐng)域當(dāng)中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作建立起嚴(yán)格的檢查規(guī)范制度，以實(shí)現(xiàn)該行業(yè)的工作更加趨于現(xiàn)代化、規(guī)范化。

3.2定期檢測土木工程設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)指標(biāo)

工程安全問題是基建行業(yè)必須所注重的一項(xiàng)基本指標(biāo)。其安全性與否將會(huì)直接影響工作人員的人身安全和相關(guān)企業(yè)的投資成本，同時(shí)又會(huì)對社會(huì)產(chǎn)生難以估量的影響。因此就需要工程建設(shè)人員能夠?qū)λㄔO(shè)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和工程基礎(chǔ)進(jìn)行定期的檢查和維護(hù)，確保土木工程建設(shè)項(xiàng)目當(dāng)中各項(xiàng)指標(biāo)的正常運(yùn)行。例如，在房建工程當(dāng)中，在面對一些承重柱和構(gòu)造柱處在地下的情況時(shí)，應(yīng)當(dāng)注重在陰冷潮濕條件下，對這些構(gòu)造物的自然影響，避免構(gòu)件受自然條件的影響而發(fā)生腐蝕進(jìn)而導(dǎo)致強(qiáng)度降低的現(xiàn)象;在面對一些大跨度的橋梁時(shí)，不僅需要注重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對于工程竣工之后的構(gòu)件維護(hù)和定期保養(yǎng)同樣需要重視。在面對隧道工程時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要確保隧道的拱能夠在惡劣條件下抵抗上部的巨大壓力等等。滿足以上條件均需要相關(guān)技術(shù)人員和工作部門為工程建設(shè)的各個(gè)項(xiàng)目做到定期維護(hù)和保養(yǎng)，明確各項(xiàng)指標(biāo)的安全，以提高建設(shè)工程的安全穩(wěn)定性。

結(jié)束語

綜上所述，對于土木工程技術(shù)領(lǐng)悟，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全可靠性和穩(wěn)定性對于提升建筑工程的整體質(zhì)量至關(guān)重要。對不同基建工程所運(yùn)用到的材料要求亦不同;針對當(dāng)前土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全管理方面，要真正做到消減安全問題發(fā)生的概率就需要國家及相關(guān)部門建立起科學(xué)規(guī)范的管理機(jī)制，明確各項(xiàng)規(guī)章管理制度，定期檢查各項(xiàng)指標(biāo)，確保工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄒純純.淺析土木建筑工程結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息，2018（13）：46～47.

[2]李景慶.土建結(jié)構(gòu)工程的安全性與耐久性之我見[J].黑龍江科技信息，2017（14）：23～24.

[3]陳 飛.對工程結(jié)構(gòu)安全耐久性的幾點(diǎn)思考[A].第七屆全國工程結(jié)構(gòu)安全防護(hù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C].2019（06）：90～91.

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