對土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的安全性與經(jīng)濟(jì)性的探究

文/劉新添 靖江市規(guī)劃局 江蘇泰州 214500

1、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系

確保建筑主體能滿足應(yīng)用要求并跟安全性需求相符是土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計目標(biāo)。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,在土木項目中建筑的經(jīng)濟(jì)性也占據(jù)了重要位置。所以,平衡二者實施設(shè)計是在市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展中對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要要求。實踐可知,沒有經(jīng)濟(jì)性約束的設(shè)計會導(dǎo)致設(shè)計結(jié)果和投資限制的距離增加。如在設(shè)計中混凝土結(jié)構(gòu)為了保證結(jié)構(gòu)安全可靠依照標(biāo)準(zhǔn)實施設(shè)計與計算,從設(shè)計與施工中發(fā)現(xiàn),提升結(jié)構(gòu)安全性會使投入成本增加,就是安全性和經(jīng)濟(jì)性是互相矛盾的兩個主體。當(dāng)前的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中,關(guān)鍵是通過提升材料質(zhì)量增加安全功能,而不是通過材料數(shù)量的增加來提升安全功能。在這種要求下,綜合經(jīng)濟(jì)性要求,設(shè)計者要對材料的性價比實施考量。衡量經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵指標(biāo)是建筑的強(qiáng)度和成本的對比。在這種要求下,平衡結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵根據(jù)變成了是經(jīng)濟(jì)性和安全性,在現(xiàn)實的操作中要實施協(xié)調(diào)。像在設(shè)計混凝土構(gòu)造中,衡量鋼筋的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo),混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性與安全性運用詳細(xì)的價格和強(qiáng)度比來體現(xiàn)。在設(shè)計中配筋方式能使用高強(qiáng)度、低密度的配筋或使用低強(qiáng)度、高密度,這樣來對經(jīng)濟(jì)性和安全性之間的關(guān)系進(jìn)行調(diào)整,綜合思考結(jié)構(gòu)本身的方式從而選擇相對協(xié)調(diào)的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計模式,以此得到相對好的性價比。

2、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中安全性與經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)措施

2.1 對設(shè)計安全性做出的保障

2.1.1 在設(shè)計中要對相關(guān)的設(shè)計理論實施完善與提升，就是對部分概念性的設(shè)計作對比深入的分析，并設(shè)計思路保持清晰，現(xiàn)階段概念結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)變成了確保結(jié)構(gòu)安全性的重要設(shè)計思想。比如實施選擇材料時，實施全面的安全性評價，同時運用精確地計算實施驗算概念設(shè)計，以得到相對穩(wěn)妥的構(gòu)造模式，提升建筑的安全性。

2.1.2 注重對設(shè)計文件的說明。對于土木項目的施工建設(shè)工作來說，設(shè)計文件就是其關(guān)鍵的參考根據(jù)，所以，確保項目建設(shè)的安全性，還要注重對設(shè)計文件的說明，尤其是在結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜的項目結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中。設(shè)計人員應(yīng)該要確保設(shè)計文件說明的簡單與正確，同時又要對設(shè)計思路實施正確的展現(xiàn)，讓施工人員可以找到最重要的施工控制要點。

2.1.3 在項目施工的過程中還要嚴(yán)格的控制結(jié)構(gòu)設(shè)計的變更。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠說是一項系統(tǒng)工程，每一個項目之間的設(shè)計都是互相銜接的，對任何一個結(jié)構(gòu)實施變更都會關(guān)系到整個結(jié)構(gòu)，假如某個結(jié)構(gòu)因為受到施工條件的限制而做出了變化，不但會對這結(jié)構(gòu)中的施工工藝和施工功能導(dǎo)致影響，更會對跟這結(jié)構(gòu)有關(guān)的結(jié)構(gòu)形成影響。所以，在保證設(shè)計安全性的同時，還要針對施工過程中也許會發(fā)生的問題做出相關(guān)的應(yīng)對方案，也就是說，在設(shè)計時必須要有多個設(shè)計思路與方案，提升設(shè)計的柔性，使設(shè)計的變更最大程度減少，而且及時的適應(yīng)某些構(gòu)造的變更情況，盡可能的把影響控制在最小的區(qū)域內(nèi)。

2.2 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性

2.2.1 科學(xué)評估設(shè)計方案，使工程造價降低。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員要對項目工程實施成本控制，對結(jié)構(gòu)設(shè)計的每一個階段實施圖紙規(guī)劃，使無效地工程量減少，同時優(yōu)化構(gòu)造細(xì)節(jié)施工，提升建筑項目質(zhì)量，防止因為反復(fù)施工導(dǎo)致成本造價偏高。同時，要實施全面地項目預(yù)算管理，對結(jié)構(gòu)設(shè)計中所需的建筑材料實施統(tǒng)一管理，產(chǎn)生一個清晰地經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)控制體系。

2.2.2 依據(jù)項目工程的詳細(xì)狀況實施項目工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計。盡管項目設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)圖獲得了有關(guān)的建設(shè)行政部門的認(rèn)可，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖來實施設(shè)計可以使工作量減少，防止低級錯誤，可是畢竟每一個項目都有其各自的項目特征，假如全部的項目都應(yīng)用一個設(shè)計模板，那么一定會忽略一些程序，或者增加部分沒有必要的程序。對于一些小的項目工程，設(shè)計工作應(yīng)用模板可以使費用降低，并且項目施工人員熟悉，施工起來方面應(yīng)手。對于部分大中型工程，因為這些項目的機(jī)構(gòu)構(gòu)件相對大，數(shù)量多，把小部件優(yōu)化就會降低工程造價。所以，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計工作人員要對有可能壓縮的項目工程實施認(rèn)真的核算，爭取在確保結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性的基礎(chǔ)上，完成經(jīng)濟(jì)性。

2.2.3 協(xié)調(diào)各部門關(guān)系，以大局為重。一個項目的完成常常和別的單位發(fā)生關(guān)系，比如提供數(shù)據(jù)或拆遷。單位之間要為了項目的效率與效益實施配合合作、以大局為重，這樣才可以從根本上使工程的費用減少。否則不但會使工期延誤，還會使費用增加、甚至也許會因為保守過度造成設(shè)計失誤。例如設(shè)計橋孔需要水文資料做參考，然而水文站向設(shè)計單位供應(yīng)的資料有限，關(guān)鍵是不泄漏保密文件。這樣設(shè)計單位依據(jù)不齊全的資料把結(jié)果計算出來，都只是類似而沒有反應(yīng)項目精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。水文站保守的計算方法，造成工程造價大幅上升。

2.2.4 做好積極溝通協(xié)調(diào)。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性控制主要還要從有效協(xié)調(diào)與溝通入手實施控制，這種積極溝通與協(xié)調(diào)工作關(guān)鍵就是需要其可以與后續(xù)的施工單位和管理部門實施及時聯(lián)系，然后也就可以促進(jìn)有關(guān)部門站在自身方面分析這設(shè)計方案的落實經(jīng)濟(jì)性效果，對于其發(fā)現(xiàn)的相關(guān)經(jīng)濟(jì)性不足問題給予指正，而且需要設(shè)計人員實施持續(xù)修正與完善，直到確保設(shè)計方案可以在后續(xù)的施工建設(shè)中獲得有效落實為止。

總結(jié)：

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點是安全性、經(jīng)濟(jì)性，它不但和項目的質(zhì)量與壽命相連，還和人的生命和國家財產(chǎn)相連，所以特別重要。因此，在實施土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，必須要綜合思考建筑的安全性和項目的經(jīng)濟(jì)性，通過使用合理的管理方式和先進(jìn)的設(shè)計方法，把安全與經(jīng)濟(jì)之間的和諧統(tǒng)一作為土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計所遵循的主導(dǎo)思想。

[1]李凱.基于安全性、經(jīng)濟(jì)價值前提下的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013（20）：79.

[2]郝敏.淺談土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的安全性與經(jīng)濟(jì)性[J].黑龍江科技信息,2013,27:248.

[3]王海波.淺談土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的安全性與經(jīng)濟(jì)性[J].江西建材，2014，02：25.