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

王天明

遼寧省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 遼寧沈陽 110005

1 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)目標(biāo)。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在土木項(xiàng)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(shí)施設(shè)計(jì)是在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要要求。實(shí)踐可知，沒有經(jīng)濟(jì)性約束的設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)結(jié)果和投資限制的距離增加。如在設(shè)計(jì)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(shí)施設(shè)計(jì)與計(jì)算，從設(shè)計(jì)與施工中發(fā)現(xiàn)，提升結(jié)構(gòu)安全性會(huì)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(gè)主體。當(dāng)前的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)者要對(duì)材料的性價(jià)比實(shí)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(duì)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(shí)的操作中要實(shí)施協(xié)調(diào)。像在設(shè)計(jì)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(yùn)用詳細(xì)的價(jià)格和強(qiáng)度比來體現(xiàn)。在設(shè)計(jì)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(duì)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(duì)協(xié)調(diào)的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式，以此得到相對(duì)好的性價(jià)比[1]。

2 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性控制措施

2.1 完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

就目前的情況而言，土木工程在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中并沒有一個(gè)嚴(yán)格的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)主要的參考一句是常見的施工安全隱患以及以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。這樣的做法會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過程中考慮不周全，細(xì)節(jié)處理模糊，從而給工程埋下安全隱患。對(duì)于突發(fā)事件和偶遇事件更是沒有一個(gè)可以參考的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)來制定相關(guān)的應(yīng)急預(yù)案，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案缺少了靈活性和實(shí)用性。

解決該問題最好的辦法就是完善相關(guān)的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對(duì)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化和完善，并且建立起相關(guān)的規(guī)范化體系，是設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過程中有章可循，對(duì)于可能出現(xiàn)的突發(fā)事件也能有預(yù)判，并且提前做好相關(guān)應(yīng)急措施。

2.2 更新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)于土木工程的要求不再僅僅停留在使用層面，對(duì)于工程的美觀性、實(shí)用性、耐久性等都有了更高、更具體的要求。傳統(tǒng)的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)無法滿足這一需求。為了與時(shí)俱進(jìn)，保證土木工程的安全性，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，必須要引進(jìn)新的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)技術(shù)，來彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念中的不足，在保證土木工程結(jié)構(gòu)安全的同時(shí)，滿足人們的要求。

同時(shí)，在日常的生活和工作中，設(shè)計(jì)人員也需要有意識(shí)的去學(xué)習(xí)先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，更新自己的知識(shí)儲(chǔ)備，掌握最新的建筑技術(shù)，以保證在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中能夠思路清晰，邏輯完整，充分考慮到各方面的因素，對(duì)土木工程的結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，是土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 提升設(shè)計(jì)人員安全意識(shí)

在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員不僅要考慮到結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代性、科學(xué)性，更重要的是要考慮到結(jié)構(gòu)的安全性。采取現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)模式固然重要，但是沒有安全的支撐，再先進(jìn)的技術(shù)和理念都是枉然。因此，有關(guān)企業(yè)和部門要注重對(duì)設(shè)計(jì)人員安全一時(shí)的培養(yǎng)，定期開展相關(guān)安全培訓(xùn)，設(shè)計(jì)人員也要有意識(shí)的提升自己的安全素養(yǎng)，將安全意識(shí)滲透到每一個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)中，以提升土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性。

2.4 做好準(zhǔn)確設(shè)計(jì)說明

對(duì)于已經(jīng)完成的設(shè)計(jì)方案中涉及到安全的重點(diǎn)部分，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)該部分的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)理念以及施工要求進(jìn)行準(zhǔn)確詳細(xì)的設(shè)計(jì)說明，以保證在施工的過程中不會(huì)發(fā)生曲解設(shè)計(jì)意圖，擅改設(shè)計(jì)工藝的現(xiàn)象，以保證工程的安全性。

3 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性控制措施

3.1 以安全性為基本前提

實(shí)現(xiàn)土木工程的經(jīng)濟(jì)效益最大化固然重要，但安全性才是土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本前提。因此在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，一定要保證工程的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，不能本末倒置，為了追求經(jīng)濟(jì)效益的最大化而犧牲土木工程結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性，這樣做出來的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化方案是不科學(xué)的。必須在保證土木工程結(jié)構(gòu)安全的基礎(chǔ)上做出來的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化方案才有實(shí)施的價(jià)值。

3.2 合理選擇土木工程結(jié)構(gòu)類型

土木工程的結(jié)構(gòu)類型很多，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，不能生搬硬套或僅僅根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，什么樣的工程就必須用什么樣的結(jié)構(gòu)類型。而應(yīng)該根據(jù)這個(gè)工程的具體要求和實(shí)際情況，再結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行選擇，在符合標(biāo)準(zhǔn)的情況下合理進(jìn)行規(guī)模和數(shù)量上的裁剪，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

3.3 恰當(dāng)?shù)倪x擇土木工程結(jié)構(gòu)材料

材料也是土木工程結(jié)構(gòu)中的大頭，要想實(shí)現(xiàn)工程的經(jīng)濟(jì)效益最大化，對(duì)于材料的管理和控制也是非常重要的。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前首先要對(duì)符合該項(xiàng)目建筑要求的相關(guān)材料進(jìn)行充分的調(diào)查了解，熟悉材料的市場(chǎng)價(jià)格和各方面性能。然后才能在符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上選擇價(jià)格合理、質(zhì)量過關(guān)的材料。對(duì)于可以由信心綠色環(huán)保材料進(jìn)行替代的材料。

總而言之，在土木工程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作本來就比較復(fù)雜更具挑戰(zhàn)。作為我們只有把重點(diǎn)放在安全性和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)方面上進(jìn)行分析，才會(huì)提升土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性效果。對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行考慮分析會(huì)使結(jié)構(gòu)應(yīng)用價(jià)值得以提升，研究它對(duì)于土木工程具有深遠(yuǎn)意義。