土木工程結構設計中的安全性及經濟性探究

卯穎

基于節能減排、綠色環保的環境，在保障施工質量的同時降低企業生產成本始終是土木工程企業發展和追求的最終目標。而土木工程建設期間存在的安全問題勢必為土木工程企業埋下嚴重的安全隱患，也會為其造成不可挽回的嚴重損失。因此，要求土木工程在結構設計中需要充分保障其安全性及經濟性，基于此可將土木工程的生產成本有效降低，使得我國當下建筑行業可以更好地借助時代契機快速進步和發展。對此，本文針對土木工程結構設計存在的問題進行分析，探究土木工程結構設計中安全性及經濟性的實踐措施，以便為土木工程企業節省更多的資金成本投入，切實提升其結構設計的綜合水平。

一、土木工程結構設計中安全性及經濟性的重要性

在土木工程結構設計過程中，其設計的核心重點是安全性與經濟性，二者是充分保障土木工程結構性能及優勢有效發揮的基礎保障。土木工程結構設計一定要充分保障其安全性，安全性是建筑工程科學設計結構需要遵循的基本性原則，由此才能保障建筑工程后期的使用安全，保障土木工程結構設計的安全性有利于為接下來建筑工程多元化功能的建設以及優勢發揮打下堅實的基礎，還能對后期工程施工提供科學性、安全性的指導和規范，最大限度保障土木工程的安全性。與此同時，安全性同樣是黨與國家在建筑工程層面的核心重點。近幾年國內建筑施工中的安全事故層出不窮，幾乎都會存在各種程度的建筑結構安全問題，此問題嚴重威脅著人們的財產及生命安全，也會對土木工程企業造成嚴重的經濟損失。因此，需要立足安全加強土木工程結構設計的安全性，充分保障土木工程企業的社會效益和經濟效益。

二、土木工程結構設計中存在問題

1.安全性設計

土木工程結構設計的主要內容是安全性，其設計出發點也是安全性。然而在具體的結構設計中依舊存在各種各樣的安全性問題。第一，在土木工程設計過程中極易存在設計方案不合理、不科學等情況，進而引發后期結構出現性能及質量問題。加之國內土木工程安全規范的權威性較低，其安全問題受到建筑內部結構影響過于嚴重，即便設定了安全規范其約束力度也不是很大，以上因素均是致使我國土木工程質量不如西方發達國家的核心原因。如在開展建筑設計工作時，若是設計工作者僅僅考慮其布局美觀度，不重視承重墻的占比，由此會顯著降低房間整體的承重能力。若是出現安全事故也很難保障建筑內部工作人員的生命財產安全。并且人們很少關注墻體的作用，在裝修過程中會根據自身想法隨意更改墻體，致使建筑結構存在各種各樣的安全問題。除此之外，國外許多建筑的使用年限即壽命已超過百年，然而其質量仍舊過硬還能正常使用。相比較國外的優秀建筑，國內土木工程質量顯著較低，一些建筑在短期內也會引發開裂、變形等問題。顯然國內結構規范和西方發達國家結構規范之前存在較大差距。

除此之外，土木工程結構的變形能力及穩定性關乎建筑物是否會存在倒塌及傾斜風險。穩定性其中涉及建筑物的安全性及耐久性等綜合素質。如某住宅房倒塌，專家組現場評定認為此房屋建筑的機體土層較差，在暗渠水流長期作用下極易腐蝕樁身，進而引發周邊的水土流失，極易造成樁基礎產生脆性破壞，使樁基礎產生脆性破壞，致使樓體局部傾斜下沉。所以，涉及工作人員需高度重視土木工程結構設計中的穩定性及變形能力。其次則是耐久性不足，耐久性充分保障了土木工程建筑物可以在特定的使用年限中其功能優勢依舊正常發揮。我國地域遼闊，各個地區的環境特征及物質條件也會存在各種各樣的變化。若是在建筑設計中設計人員沒有全面考慮其環境因素也會引發建筑物開裂或者腐蝕等問題，進而影響建筑物的耐用性及使用壽命。最后則是抗震性能較低。我國地域板塊變動較為強烈，經常性的會受到地震因素的影響。所以，為了充分保障土木工程的安全性及經濟性，設計工作者在開展結構設計過程中，需綜合性地評估與檢測土木工程的抗震性能，由此才能保障建筑物在地震因素影響下的綜合承載力。然而在抗震設計過程中設計工作者常常不重視抗震的構造要求。當出現地震時極易造成承重墻倒塌進而威脅人們生命。

2.經濟性設計問題

在土木工程結構設計中還會存在各種經濟層面的不足，加之傳統設計理念及方式的影響，在設計過程中設計人員可能更傾向于其質量性和安全性，并不太重視其節能性，加之節能理念不足，傳統設計一定會引發工程在經濟效益層面的問題，并且節能設計同樣是工程結構設計需要考慮的核心重點，與此同時，在土木工程結構設計中還會存在對工程造價及預算管控力度不足的問題，并未根據預算標準設計工作，設計過程中的所有環節也未清晰界定，極易致使土木工程成本超出預算的情況出現。

三、土木工程結構設計中安全性措施

1.加強土木工程中建筑結構設計審核和管理

土木工程建筑結構設計的工程量比較大牽扯范圍較廣，而土木工程企業極具經驗的設計人員不多，經常是一些經驗不足的年輕技術人員完成，而年輕的技術工作者不具備專業性的指導，致使其結構設計工作存在問題較大，無法保障土木工程結構設計的安全性。為了切實解決此問題，土木工程管理者需要聘請經驗豐富的設計工作人員，最大限度保障建筑結構設計的安全性。除此之外，也可積極組織土木工程企業的新員工交流學習，以此來促使新入職的設計工作者快速成長。同時還要高度重視建筑結構設計的審核工作，新聘請的設計人員不具備實踐經驗，其設計圖紙內容勢必會存在各種各樣的問題，對于新設計人員的設計結果需要嚴加把關與審核，客觀指出其設計結果的不足之處。但也不乏一些資深的設計工作者出現設計疏漏，此問題不太容易發現，所以，需要加大審核力度，最大限度保障建筑結構設計的安全性。

2.持續更新建筑結構設計理念

土木工程結構設計工作過程中，需要全面了解設計理論及概念，由此才能使得設計思路更加清晰。在土木工程結構設計工程中需要全面考慮其安全性，結構設計理念的更新也極其重要。基于此設計背景，早期的土木工程結構設計模式已經無法滿足當下土木工程結構設計的標準且極易引發安全問題，所以，土木工程結構設計人員需要順應時代發展趨勢，適時更新結構設計理念。利用先進的新理念確保結構設計思路清晰，如果設計思路不清晰勢必會存在各種各樣的問題。在土木工程結構設計過程中運用新的概念設計理念，不僅能夠科學設計土木工程整體，還能將其落實在細節點，最大限度保障其安全性。

3.細化土木工程建筑結構設計說明

不管是任何建筑施工圖紙，其首頁均要將設計說明附加在此次設計中。設計說明涵蓋此次設計的相關做法、基礎信息以及要點。設計說明的核心目的在于詳細闡述施工企業對本次施工的具體內容，有助于施工人員可以全面性的了解圖紙的注意事項和具體內容。設計圖紙的面積存在很大局限性，不具備充足的空間設計文字說明。所以，在開展設計說明過程中需要嚴格把控文字長短，簡明扼要突出重點問題。然而施工人員和設計人員的工作存在很大不同，施工人員并不一定能看懂設計人員編寫的設計說明。并且部分較為復雜的土木工程項目也并非簡單兩句話可以說明的。施工人員也很難理解土木工程的設計說明，極易在施工期間出現重點遺漏的問題。

4.持續優化建筑結構設計規范

土木工程結構設計工作者需要根據國家頒布的設計規范科學、合理地進行結構設計，設計規范中對建筑結構地基的埋深、柱子間距、建筑結構承載力的范圍均清晰界定。設計工作者在設計過程中需要嚴格根據既定規范清晰說明，最大限度保障建筑結構的安全性。伴隨著社會經濟的快速發展，國內科學技術也在持續的進步。許多建筑施工機械設備及材料被廣泛地應用在土木工程建筑施工中。早期的設計規范已經無法滿足當下土木工程結構設計及施工的標準及要求，也會對建筑結構的安全性造成負面影響。政府部門需要適時對當下應用建筑設計規范中存在的一些問題進行完善和修正，充分保障建筑結構的穩定性及安全性。除此之外，當國家頒布設計新規范之后，一些設計工作者會習慣性地應用早期的設計規范，致使結構設計標準不符合要求需要多次修改，一定程度上會嚴重影響施工進度，也會使其安全性遭受嚴重威脅。對此，設計工作者需要在新規范頒布之后全面了解和學習結構設計新規范，最大限度保障設計的建筑物結構安全、穩定。

四、土木工程結構設計中經濟性措施

1.結構設計前限定成本

限定成本是當下成效顯著且常用的結構設計經濟性的方式。在做好工程預算后可知建筑結構施工消耗的一些成本費用，在具體工作中需要嚴加管控以此來提升建筑結構設計的經濟性。

2.施工環節全面考慮結構設計的經濟性

土木工程并非特定階段就可以提升經濟效益的，其整體工作量較大，且牽扯范圍較廣。所以。土木工程建筑結構設計的經濟性受多重因素的綜合影響。在設計環節，設計工作人員需要持續強化自身能力，充分保障在建筑工程安全的前提條件下提升土木工程結構設計的經濟性。在施工環節需要合理、科學的縮減建筑結構成本，切忌以犧牲工程質量為代價。除此之外，在竣工驗收環節需要進行成本核算，此環節同樣是節約成本的核心重點。在建筑結構施工的所有階段需要嚴格把控土木工程結構設計的經濟性，由此才能切實提升土木工程結構設計的經濟性。

3.將結構設計中的標準層數量適當增加

如果甲方企業沒有清晰界定土木工程結構設計的具體形態，設計工作者需充分保障其標準層的數量，切實提升施工質量及效率，由此還能縮減施工周期，切實提升土木工程結構設計的經濟性。然而部分結構復雜和面積較大的土木工程不適合增加標準層的數量，設計工作者切忌生搬硬套，由此不僅無法起到節約成本的作用，還會造成嚴重的經濟損失。而如何更好地利用標準層還需土木工程結構設計工作人員在具體工作中結合土木工程的實際情況全方位研究，不僅要充分保障土木工程結構設計的合理性，而且要保證其經濟效益增加。

4.優選結構設計參數

在土木工程建筑結構設計工作過程中梁的位置、柱寬長度、地基埋深均要通過計算得出。在計算期間不可避免地會應用到多種參數，而以上參數均是結合各地情況實驗獲取的。部分參數可能是精確的數值，也有一些參數是在把控的合理范圍內，此參數的標準界定需要由設計工作者自己選擇，其計算參數選擇關乎后期結構設計的結果。如果參數選擇存在誤差，一定程度上會消耗大量的建筑施工成本。為了充分保障土木工程結構設計的經濟性，設計工作者需要優選最佳的參數，充分保障參數選擇的合理性及科學性。除此之外，各個地區的環境也是在持續變化的，其設計參數通常在測量之后能夠長久使用，為了充分保障土木工程結構設計的安全性和經濟性，國家及政府部門也需定期對結構設計參數進行優化和調整。

5.增進部門之間的聯系和協調度

土木工程結構設計可謂是土木工程設計的核心重點，其牽扯到許多專業。在設計環節，設計人員需要清晰界定梁、柱子之間的體積與位置，有效對接設計設備，清晰界定設計的土木工程結構可以承載多種設備的重量。另外，對接施工團隊的工作也極其重要，關乎整個土木工程結構設計的施工效果。然而由于各個部門之間聯系不密切，經常出現土木工程結構設計工期延誤的情況，一定程度上為土木工程建筑施工工作帶來嚴重的負面影響。為了有效解決此問題需要增進各部門之間的協調與溝通，如果出現問題，可以在第一時間解決并處理，最大限度保障土木工程建筑施工的質量及效率，還能加快施工進度縮減施工周期，顯著提升土木工程結構設計的經濟效益。

6.保障結構設計方案安全性和經濟性的協調作用

在開展土木工程結構設計工作時設計工作者需要充分保障土木工程的安全性與經濟性。在保障土木工程安全性的前提條件下全方位、多維度地考慮建筑工程結構的經濟性。建筑結構在施工環節需要應用混凝土和鋼筋，其造價極其昂貴，部分施工團隊為了節省資金成本投入，經常存在偷工減料的情況，如使用一些不達標的劣質鋼筋。此做法屬于違法的，建筑工程需要將安全放在首位，其結構設計工作同樣如此，而一些甲方企業為了節省更多的資金成本投入，可能會人為的省略一些結構建筑設計，然而設計人員需要優先考慮土木工程結構設計及施工的安全性，在保障土木工程施工的安全性后，結合具體情況科學優化結構設計方案，以此來提升土木工程建筑施工及結構設計方案的經濟性，也有利于為開發商獲取最大化的經濟效益。

7.適時引入和應用BIM技術

早期的土木工程結構設計通常運用的是二維繪圖軟件和一些工具性繪圖工具。伴隨著BIM技術的快速進步和發展，此技術得以在諸多領域及行業廣泛應用，有效彌補了早期土木工程的設計弊端。利用BIM技術可以綜合性地搭建系統平臺，將海量的工程信息融合在信息化的平臺中，創建數字化、三維化的學習模型。把一些重要信息向BIM的核心建模輸入，創建完整性、系統性的信息模型。嚴格管控土木工程的所有數據信息。充分保障土木工程結構智能化設計，進而有效控制結構設計的經濟性。并且，土木工程信息量較大，許多團隊及部門之間存在嚴重的信息交流障礙，充分保障結構設計和施工的有效對接和溝通，土木工程企業施工人員可利用BIM技術宏觀調控并動態管理土木工程的所有信息，充分保障土木工程結構設計及施工的經濟性。

五、結語

綜上所述，探究土木工程結構設計的安全性及經濟性的措施極具現實價值和意義。在土木工程結構設計內，土木工程管理者需高度重視結構設計的安全性與經濟性。全面了解其積極優勢和價值，立足當下土木工程結構設計中存在的問題，針對性地采取科學、合理的措施保障土木工程結構設計的安全性與經濟性，最大限度保障土木工程能夠朝向高質量及現代化的方向，快速進步和發展。