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

陳建

蒼南縣建筑設(shè)計(jì)研究院 325800

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)水平越來越好，人民對(duì)居住建筑物的要求越來越高，因此，土木工程的建設(shè)也在向著更安全、更美觀、更經(jīng)濟(jì)、更實(shí)用發(fā)展。在目前新時(shí)期下，我國土木工程項(xiàng)目建設(shè)的發(fā)展在迎來發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)，也面臨著一系列的挑戰(zhàn)，必須進(jìn)行不斷地創(chuàng)新和改革，以適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)土木工程提出的要求。在土木工程發(fā)展過程中，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是其重要組成部分，而施工技術(shù)則是保障土木工程建設(shè)質(zhì)量的有效措施，二者缺一不可，必須予以高度重視。本文中主要試論土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的安全性與經(jīng)濟(jì)性，以供參考。

關(guān)鍵詞：土木工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；安全性；經(jīng)濟(jì)性；存在問題；策略

一、土木工程的基本概念

土木工程包含是非常廣泛的，其實(shí)包含了很多的內(nèi)容，如水、土等，都可以歸納為土木工程。例如：道路建設(shè)、水利工程建設(shè)等。土木工程隨著時(shí)代的發(fā)展，其逐漸形成一種獨(dú)立的學(xué)科，具有綜合性，既包含了工程地質(zhì)勘察和工程力學(xué)等知識(shí)，又包含了建筑材料和建筑經(jīng)濟(jì)等內(nèi)容，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。土木工程是我國現(xiàn)階段重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一，其是社會(huì)生產(chǎn)和生活中必不可少的項(xiàng)目，能夠滿足人們的物質(zhì)需求，為人們提供更為舒適的生活環(huán)境，具有重要的意義。我們可以將土木工程分為兩個(gè)部分的內(nèi)容，一部分是表示的是施工技術(shù)，這一部分涵蓋了施工過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，從工程勘察到竣工收尾階段；另一部分則是指土木工程具有不同的工程對(duì)象，例如市政工程、橋梁工程等。

二、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的牢固性不夠

土木工程結(jié)構(gòu)建設(shè)時(shí)，若是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的牢固性很差，必然會(huì)對(duì)工程結(jié)構(gòu)的安全性造成非常大的影響。盡管工程結(jié)構(gòu)的部分設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題不會(huì)影響總體結(jié)構(gòu)，但一旦發(fā)生地震、洪水、爆炸等事故，很可能導(dǎo)致建筑坍塌、損壞，比如汶川地震時(shí)，就是因?yàn)榉课莸钠茡p倒塌造成了多人的傷亡。

2、忽略了環(huán)境因素的影響

除了工程結(jié)構(gòu)建設(shè)中建筑結(jié)構(gòu)本身的影響因素，還要考慮到很多外界因素：溫度、濕度、酸堿度、化學(xué)腐蝕等等。尤其是建筑結(jié)構(gòu)中常用到的鋼筋混凝土，這些環(huán)境因素都會(huì)產(chǎn)生很不好的負(fù)面影響，存在很大的安全隱患。

3、存在安全規(guī)范的漏洞

我國土木工程設(shè)計(jì)工作受到工作人員隨意性的影響，設(shè)計(jì)部門的權(quán)威性也不高，導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)果的質(zhì)量低下，一些建筑工程在較短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)了墻壁變形、開裂等問題，其主要誘因就是設(shè)計(jì)工作中的結(jié)構(gòu)規(guī)范不符合實(shí)際施工要求，存在一定的漏洞。

4、構(gòu)造柱和結(jié)構(gòu)柱混淆、承重面積小

現(xiàn)代土木工程施工設(shè)計(jì)工作中，部分工作人員會(huì)將構(gòu)造柱的設(shè)計(jì)工作與承重柱設(shè)計(jì)工作互相混淆，從而影響整個(gè)土木工程的牢固性，造成嚴(yán)重的工程事故。構(gòu)造柱在土木施工過程中，通過與梁體的配合，能夠有效避免房屋建筑的墻壁出現(xiàn)裂縫，從而來提升整個(gè)建筑的實(shí)際抗震能力，若設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)工作中把構(gòu)造柱誤認(rèn)為承重柱來進(jìn)行指導(dǎo)施工，就會(huì)導(dǎo)致房屋在發(fā)生地震等自然災(zāi)害時(shí)，無法承受過大的強(qiáng)度，因此出現(xiàn)沉降、裂縫等問題。所以，設(shè)計(jì)人員要在土木工程設(shè)計(jì)工作中，科學(xué)區(qū)分承重墻與構(gòu)造柱的不同。在進(jìn)行土木工程設(shè)計(jì)工作時(shí)，有的設(shè)計(jì)人員對(duì)于抗震烈度要求較低的建筑設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)調(diào)小整個(gè)承重柱的界面，方便其對(duì)受力進(jìn)行分析，但是當(dāng)房屋受到外力作用時(shí)，會(huì)使梁體和柱體出現(xiàn)開裂的質(zhì)量問題，導(dǎo)致整個(gè)房屋的使用壽命大大縮短。

三、解決對(duì)策

1、設(shè)計(jì)合理的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

以房屋工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案為：框架結(jié)構(gòu)選擇、基礎(chǔ)布置、確定結(jié)構(gòu)措施等等。框架結(jié)構(gòu)選擇用鋼筋混凝土，綜合考慮豎向和水平荷載，滿足抗震的要求；基礎(chǔ)布置要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、水文、氣候等條件；結(jié)構(gòu)措施則要具體針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震要求計(jì)算，采取必要的措施。

2、設(shè)計(jì)合理的內(nèi)力組合

內(nèi)力組合設(shè)計(jì)要求工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在滿足抗震條件的基礎(chǔ)上，調(diào)整組合內(nèi)力，包括框架梁內(nèi)力組合，承載力抗震系數(shù)，跨間彎矩。

3、板設(shè)計(jì)和配筋

按照板的規(guī)格采用雙向或沿著短邊受力單向進(jìn)行計(jì)算，將構(gòu)造鋼筋布置在適合的位置，并根據(jù)實(shí)際情況計(jì)算出跨中的最大彎矩。

4、控制轉(zhuǎn)換層模板的側(cè)壓力

采用內(nèi)部振搗器在轉(zhuǎn)換層澆筑混凝土?xí)r，要保證模板具備一定的承載力和剛度，澆筑之后會(huì)產(chǎn)生作用于模板最大側(cè)壓力的作用力。影響側(cè)壓力大小的因素包括澆筑混凝土產(chǎn)生重力的密度大小，混凝土初凝時(shí)間、溫度，澆筑混凝土的基本速度，有沒有添加外加劑等等。

5、提升土木工程設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)

我國現(xiàn)階段的土木工程設(shè)計(jì)工作較之以前而言取得了明顯的進(jìn)步，設(shè)計(jì)人員也有著較為豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，掌握較多先進(jìn)科學(xué)的設(shè)計(jì)方法。但是，一般設(shè)計(jì)工作者，設(shè)計(jì)人員過多的注重施工圖紙，很難兼顧到實(shí)際施工過程中可能遇到的問題。施工圖紙?jiān)谡麄€(gè)設(shè)計(jì)工作中都只是一部分參考資料，與實(shí)際的施工過程相比較，建設(shè)單位要想能夠保證整個(gè)土木工程的質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到相關(guān)的要求，必須要保證設(shè)計(jì)人員能夠?qū)⒆约旱脑O(shè)計(jì)意圖表達(dá)的完整準(zhǔn)確?，F(xiàn)階段的工程管理者專業(yè)水平較低，對(duì)于土木工程的結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的相關(guān)知識(shí)較為缺乏，因此，在指導(dǎo)施工時(shí)，往往會(huì)對(duì)圖紙產(chǎn)生誤解，導(dǎo)致設(shè)計(jì)工作和施工工作出現(xiàn)誤差。所以，土木工程設(shè)計(jì)人員要不斷提升自身的專業(yè)素質(zhì)，通過繼續(xù)教育以及自學(xué)等相關(guān)途徑，加深對(duì)工程設(shè)計(jì)技術(shù)的理解和掌握，從而提升認(rèn)識(shí)水平和業(yè)務(wù)能力，保證設(shè)計(jì)工作能夠更好地指引施工工程的順利進(jìn)行。

6、保證土木設(shè)計(jì)工作的安全性

要想提高整個(gè)土木工程設(shè)計(jì)工作的安全性，就要先從管理工作入手，首先要選擇那些等級(jí)高、資歷老、具有先進(jìn)管理水平的設(shè)計(jì)單位來承擔(dān)工程設(shè)計(jì)工作，只有保證設(shè)計(jì)單位具有先進(jìn)的設(shè)備、高素質(zhì)的設(shè)計(jì)人員，才能從根本上提升整個(gè)設(shè)計(jì)工作的水平。還要強(qiáng)化設(shè)計(jì)人員的理論基礎(chǔ)知識(shí)，因?yàn)?，設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)知識(shí)的掌握程度會(huì)對(duì)整個(gè)土木工程項(xiàng)目產(chǎn)生重要的影響，只有保證設(shè)計(jì)工作人員能夠?qū)驹O(shè)計(jì)方法進(jìn)行掌握，并且不斷更新自己的設(shè)計(jì)理論，才能保證整個(gè)設(shè)計(jì)工作滿足不斷提升的施工要求。還要保證設(shè)計(jì)工作中盡量不產(chǎn)生失誤，在進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，不出現(xiàn)缺項(xiàng)和漏項(xiàng)的現(xiàn)象，保證設(shè)計(jì)圖紙不出現(xiàn)較大的質(zhì)量問題。設(shè)計(jì)人員要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真檢查，并仔細(xì)核對(duì)，避免出現(xiàn)人為疏忽的問題，只有保證設(shè)計(jì)圖紙能夠全面、詳細(xì)，才能夠指導(dǎo)施工人員進(jìn)行科學(xué)施工，不出現(xiàn)任何工程施工事故，工程管理人員要強(qiáng)化對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的監(jiān)督和管理工作，并且對(duì)整個(gè)施工過程進(jìn)行全面管理。設(shè)計(jì)單位在完成相關(guān)工作之后，還要與施工方時(shí)刻保持聯(lián)系，及時(shí)解答施工人員對(duì)設(shè)計(jì)圖紙?zhí)岢龅姆N種疑問，一旦發(fā)現(xiàn)任何問題，要及時(shí)進(jìn)行審核，修改出現(xiàn)的任何錯(cuò)誤，保證施工工作的順利進(jìn)行。

7、保證土木設(shè)計(jì)工作的經(jīng)濟(jì)性

土木設(shè)計(jì)工作的經(jīng)濟(jì)性要求有關(guān)部門可以通過招標(biāo)與投標(biāo)的方式來對(duì)不同的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析和比較，在保證工程安全的基礎(chǔ)上，選擇經(jīng)濟(jì)性突出的設(shè)計(jì)方案，從而來節(jié)省工程開支。在進(jìn)行工程施工設(shè)計(jì)工作時(shí)，還要不斷鼓勵(lì)設(shè)計(jì)者開拓他們的思路，采用靈活的設(shè)計(jì)理念來進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，可以通過標(biāo)準(zhǔn)圖來降低整個(gè)設(shè)計(jì)工作量，加快設(shè)計(jì)工作的進(jìn)度，但是，這樣的設(shè)計(jì)方法會(huì)加大整個(gè)工程施工成本。因此，設(shè)計(jì)人員要在日程設(shè)計(jì)工作時(shí)，保證整個(gè)工程安全的同時(shí)兼顧設(shè)計(jì)工作的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)于能夠壓縮工程成本的細(xì)節(jié)進(jìn)行反復(fù)核算，從而保證設(shè)計(jì)工作能夠兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性，節(jié)省一切不必要的工程開支。設(shè)計(jì)人員還要控制多參數(shù)的設(shè)計(jì)工作，例如在土木工程混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作中設(shè)計(jì)的安全因素和成本較多，相同的荷載往往會(huì)出現(xiàn)不同的設(shè)計(jì)結(jié)果，各個(gè)部門只有在互相溝通與合作的基礎(chǔ)之上，通過相關(guān)數(shù)據(jù)和資料才能提升整個(gè)設(shè)計(jì)工作的經(jīng)濟(jì)性。

四、結(jié)束語：

總之，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工程建筑的安全性和經(jīng)濟(jì)性有直接關(guān)系，我們在設(shè)計(jì)土木工程結(jié)構(gòu)時(shí)，要平衡好安全性和經(jīng)濟(jì)性，就需要在設(shè)計(jì)的時(shí)候多下功夫，綜合考慮多方面影響因素。在今后的生活生產(chǎn)中，要采用科學(xué)的管理和設(shè)計(jì)模式實(shí)現(xiàn)安全性和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一，建設(shè)更美觀、更安全，并能為企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益的土木工程。

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