土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的安全經(jīng)濟(jì)性

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摘要：土木工程往往都有較大的規(guī)模和社會(huì)效益，設(shè)計(jì)的投資金額也往往較大，如何保證土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的安全性和經(jīng)濟(jì)性，是設(shè)計(jì)人員要認(rèn)真思考的問(wèn)題。本文分析了當(dāng)前土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的哪些問(wèn)題，提出了一些應(yīng)對(duì)策略。

關(guān)鍵詞：土木工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；安全性

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

1.土木工程設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的牢固性較差

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)是否考慮到了安全性和經(jīng)濟(jì)性，決定了整個(gè)建筑竣工后建筑能否安全穩(wěn)定的使用。因此，必須重視土木工程建筑結(jié)構(gòu)的可靠性、牢固性設(shè)計(jì)。當(dāng)前在我國(guó)許多土木工程中都存在結(jié)構(gòu)松散、可靠性低的問(wèn)題，使得我國(guó)的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量始終無(wú)法提升。要提高土木工程的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，需要從整體入手，仔細(xì)考慮各處細(xì)節(jié)，結(jié)合工程所在地的自然特點(diǎn)，基于土壤特性，推敲工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，讓建筑投入使用后，即使出現(xiàn)部分損壞，也不會(huì)給建筑整體帶來(lái)危險(xiǎn)。

2.結(jié)構(gòu)耐久性方面存在不足

我國(guó)地理風(fēng)貌多樣，不同地貌之間生態(tài)環(huán)境、自然條件有很大差異。一般的建筑工程中都會(huì)使用鋼筋和混凝土，而土壤中的水分和土壤的溫度以及空氣的酸堿性會(huì)對(duì)鋼筋和混凝土產(chǎn)生腐蝕，導(dǎo)致土木工程無(wú)法達(dá)到預(yù)期壽命。這主要是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)土木工程的結(jié)構(gòu)時(shí)沒(méi)有充分考慮外界環(huán)境對(duì)工程結(jié)構(gòu)的影響，給結(jié)構(gòu)安全埋下了隱患。

3.承重柱截面積設(shè)計(jì)過(guò)小

在一些非地震帶地區(qū)，設(shè)計(jì)人員會(huì)采用減小承重柱建面積的方法來(lái)降低受力分析的難度。這樣的做法在某些情況下會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題：外力作用較強(qiáng)時(shí)，柱梁很容易斷開(kāi)，給房屋的安全使用帶來(lái)威脅。一旦發(fā)生地震等地理災(zāi)害，這樣的房屋很容易倒塌，造成人員傷亡。

4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性和經(jīng)濟(jì)性要求規(guī)范的缺失

隨著近年來(lái)我國(guó)的建筑行業(yè)發(fā)展，我國(guó)建筑設(shè)計(jì)相關(guān)的法律也在不斷完善，但與一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比還是存在一些漏洞，在質(zhì)量監(jiān)管方面也有較大的問(wèn)題，難以完成監(jiān)理工作的要求。此外，部分建筑公司的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工工藝和后期養(yǎng)護(hù)技術(shù)存在偏差，對(duì)出現(xiàn)的安全隱患只解決表面問(wèn)題，忽視了內(nèi)部關(guān)鍵性問(wèn)題。

二、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的安全性與經(jīng)濟(jì)性分析

1.提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性和耐久性的策略

1.1逐步完善相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

新的技術(shù)和用具不斷被研發(fā)和用在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作有了很大進(jìn)步。而為了加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性，還應(yīng)該設(shè)定相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。只有相關(guān)部門盡早推出完善的設(shè)計(jì)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，才能確保設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)做好結(jié)構(gòu)安全，提高土木工程質(zhì)量。為了保障土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一方面國(guó)家相關(guān)的部門應(yīng)該盡快制定和推出與土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)督方法，從法律角度約束設(shè)計(jì)人員的行為；另一方面土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的從業(yè)人員要及時(shí)、自覺(jué)地去學(xué)習(xí)相關(guān)的法律、規(guī)范，并在工作中自覺(jué)地去遵守這些標(biāo)準(zhǔn)。

1.2定期全面地對(duì)土木工程進(jìn)行安全檢測(cè)

每一個(gè)土木工程都對(duì)建筑企業(yè)有著重要的意義，而土木工程往往都具有較大的社會(huì)影響力，其建設(shè)的安全性必須要受到嚴(yán)格的監(jiān)督。土木工程安全監(jiān)督需要根據(jù)相關(guān)的監(jiān)督制度進(jìn)行，要加強(qiáng)監(jiān)管力度，完善管理制度，明確施工責(zé)任和人員的獎(jiǎng)懲。施工中采取合理的獎(jiǎng)懲制度可以督促和激勵(lì)施工人員提高施工質(zhì)量，用科學(xué)的檢測(cè)手段來(lái)檢查施工質(zhì)量，才能保證土木工程的安全性。

1.3轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可以通過(guò)合理地運(yùn)用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)來(lái)增強(qiáng)建筑的承載力。轉(zhuǎn)換層可以將建筑承載的力轉(zhuǎn)換到其他受力體上，從而降低上層結(jié)構(gòu)對(duì)下層建筑和地基的壓力。因此在使用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)時(shí)，要注意在轉(zhuǎn)換層上選用質(zhì)量好的混凝土，并注意混凝土施工過(guò)程，滿足轉(zhuǎn)換層對(duì)混凝土施工的要求。

1.4內(nèi)力組合的設(shè)計(jì)

在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要注意內(nèi)力組合，參考建筑的承載力抗震指數(shù)。首先要注意內(nèi)力組合選擇的材料，材料的強(qiáng)度必須要達(dá)到結(jié)構(gòu)的抗震要求，盡量選擇抗震能力強(qiáng)的材料。根據(jù)受彎梁、偏壓柱、受剪及構(gòu)件承載力等因素進(jìn)行系數(shù)調(diào)整，提高建筑結(jié)構(gòu)的承載能力。

1.5增加結(jié)構(gòu)的耐久性

在進(jìn)行土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般設(shè)計(jì)人員都會(huì)把目光投注在工程建設(shè)的安全性和建筑的使用壽命上，相對(duì)來(lái)說(shuō)對(duì)環(huán)境對(duì)工程的影響的關(guān)注要少得多，而這些環(huán)境因素往往會(huì)在一段時(shí)間的使用后，對(duì)鋼筋和混凝土產(chǎn)生腐蝕，降低工程的耐久性和安全性。由于忽略了這些因素，土木工程的安全性很難保證，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)大大小小的問(wèn)題。一般設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诶L制完成并經(jīng)過(guò)審核后，就很少再修改，但在施工中難免會(huì)發(fā)生意外需要修改設(shè)計(jì)。因此在施工過(guò)程中，施工人員和設(shè)計(jì)人員還要繼續(xù)保持聯(lián)系，及時(shí)溝通，當(dāng)施工中遇到問(wèn)題、難題，應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)人員來(lái)核對(duì)圖紙、解決問(wèn)題、修改設(shè)計(jì)，否則易造成重大事故的發(fā)生。

1.6加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的剛度設(shè)計(jì)

剛度設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵要素，其對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的牢固性以及安全性有重要的影響，所以要加強(qiáng)對(duì)建筑的剛度設(shè)計(jì)。由于設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)理念和業(yè)務(wù)水平不同，在設(shè)計(jì)時(shí)水平有很大差別，這也就導(dǎo)致了采用設(shè)計(jì)方案所需資金不同。土木工程的抗震性能和抗側(cè)移剛度有很大關(guān)系。一般在土地較好巖基埋深較淺的地區(qū)，地基多采用樁基的形式，而建筑的主要壓力會(huì)落在微化的巖層當(dāng)中，而地基本身穩(wěn)定性和強(qiáng)度較高，就可以適當(dāng)降低對(duì)抗需強(qiáng)度的要求?？梢越档椭烈越Y(jié)構(gòu)極限變形能力為主。

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

2.1合理評(píng)估設(shè)計(jì)方案，降低工程造價(jià)

成本控制是為了充分發(fā)揮投資金的效用，減少資金浪費(fèi)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該對(duì)施工進(jìn)行分段，預(yù)先編制工程量，并做好施工計(jì)劃，避免在施工中出現(xiàn)工序混亂導(dǎo)致成本浪費(fèi)。工程造價(jià)管理中預(yù)管理非常重要，對(duì)施工中要支出的各項(xiàng)費(fèi)用提前做好規(guī)劃，形成一個(gè)清晰地經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)控制系統(tǒng)。

2.2對(duì)成本進(jìn)行控制

成本控制是幫助土木工程提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。要做好成本控制，要從招投標(biāo)階段做好工作。首先建設(shè)單位要制定招標(biāo)準(zhǔn)則，使招標(biāo)更加公平、公正。在招標(biāo)過(guò)程中，招標(biāo)人員要對(duì)投標(biāo)者的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行多方面的考慮，并設(shè)立監(jiān)察機(jī)構(gòu)，杜絕招標(biāo)中出現(xiàn)的貪賄、謀私的行為。在保證建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)安全性的前提下，考慮建筑造型的藝術(shù)性。

2.3選取合理的標(biāo)準(zhǔn)圖

從分析當(dāng)前的形式上看，在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了使建筑設(shè)計(jì)更加規(guī)范，也為了減少工程設(shè)計(jì)者的負(fù)擔(dān)，很多施工招標(biāo)部門都會(huì)以施工標(biāo)準(zhǔn)圖來(lái)解決上述問(wèn)題。工程標(biāo)準(zhǔn)圖在施工中可以減輕設(shè)計(jì)人員的工作負(fù)擔(dān)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行施工速度更快，其經(jīng)濟(jì)性和安全性都比較突出。但在比較復(fù)雜的工程中，標(biāo)準(zhǔn)圖很難滿足對(duì)功能的要求。

2.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性和經(jīng)濟(jì)性的結(jié)合

設(shè)計(jì)時(shí)除了關(guān)注建筑的功能，還要在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上，選用經(jīng)濟(jì)性較好的施工方案。在不過(guò)度增加經(jīng)濟(jì)成本的條件下，盡量選用性能出色的施工材料，做到安全性和經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)，真正實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。

結(jié)語(yǔ)

土木工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)單位要關(guān)注的重點(diǎn)，其設(shè)計(jì)水平與建筑建成后能否達(dá)到預(yù)計(jì)壽命，并為人們提供安全穩(wěn)定的居住環(huán)境有重要的聯(lián)系。

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作者:楊洋 單位:寧夏吳忠市自來(lái)水有限公司