關(guān)于土木工程結(jié)構(gòu)及安全性的研究

錢圣楠

【摘要】近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)常發(fā)生土木工程的事故，給企業(yè)或國(guó)家都造成了經(jīng)濟(jì)上的損失，也給人們的生命安全帶來(lái)了隱患。土木工程結(jié)構(gòu)的牢固性，將會(huì)直接影響到工程的安全性水平，顯然當(dāng)前我國(guó)諸多的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還不夠完善，在工程結(jié)構(gòu)的耐久性以及安全性上的保持還存在一定的問(wèn)題。本文就著重闡述了土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，并提出了提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全適用性的策略，旨在不斷提高安全設(shè)置的水準(zhǔn)，提高工程質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】土木工程 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 安全性 耐久性 經(jīng)濟(jì)性

土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中首先要考慮的就是土木工程的安全問(wèn)題，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，既要考慮土木工程的耐久性和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，更要考慮建筑的安全性。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量問(wèn)題直接關(guān)系到工程成本，如果因設(shè)計(jì)者在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了失誤，或工程監(jiān)管不力，一旦出現(xiàn)樓盤倒塌、橋梁塌陷等安全事故后，便會(huì)給施工單位造成很大經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)于工程事故的發(fā)生，國(guó)家有關(guān)單位也隨之確立了有關(guān)規(guī)章體制，強(qiáng)化了對(duì)工程優(yōu)劣程度的經(jīng)管，設(shè)計(jì)單位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員也要提高設(shè)計(jì)方案和實(shí)際情況的吻合度，以減少事故發(fā)生。

一、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述

土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告、上部結(jié)構(gòu)類型及上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載效應(yīng)和當(dāng)?shù)氐氖┕ぜ夹g(shù)水平及材料供應(yīng)情況確定基礎(chǔ)的形式，材料強(qiáng)度等級(jí)，一般有淺基礎(chǔ)（獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)等）和深基礎(chǔ)（樁基）;基礎(chǔ)底面積的確定及地基承載力驗(yàn)算;基礎(chǔ)內(nèi)力計(jì)算及配筋計(jì)算;考慮必要的構(gòu)造措施。

上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要分為框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、框架核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)。上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及步驟：根據(jù)建筑設(shè)計(jì)來(lái)確定結(jié)構(gòu)體系、確定結(jié)構(gòu)主要材料;結(jié)構(gòu)平面布置;初步選用材料類型、強(qiáng)度等級(jí)等，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步確定構(gòu)件的截面尺寸;結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算及各種荷載作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析;荷載效應(yīng)組合;構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)。此外還包括某些必要構(gòu)造措施，需要依據(jù)結(jié)構(gòu)專業(yè)相關(guān)規(guī)范、圖集等。

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是工程的前期準(zhǔn)備，前期設(shè)計(jì)工作質(zhì)量不高，將會(huì)導(dǎo)致后期的施工過(guò)程不能順利進(jìn)行，嚴(yán)重的會(huì)引起施工中的不安全事故的發(fā)生，威脅到了施工人員的生命安全，并增加了建筑成本，影響到整個(gè)建筑的質(zhì)量水平。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也關(guān)系到國(guó)家基礎(chǔ)事業(yè)的發(fā)展與人們的生命安全，土木建筑工程是國(guó)家的基礎(chǔ)事業(yè)，關(guān)系到國(guó)家的整體發(fā)展情況，只有做好土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，才能保證整個(gè)工程達(dá)到國(guó)家建筑業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)代社會(huì)，建筑行業(yè)蒸蒸日上的發(fā)展對(duì)于建筑的質(zhì)量與安全的要求越來(lái)越嚴(yán)格，因此，要保證土木工程的質(zhì)量與安全，必須要重視土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

二、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題

（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)牢固性不高，難以保證工程質(zhì)量。土木工程的牢固性不高雖然一般不會(huì)在整體上對(duì)土木工程造成威脅但是如果遇到地震、火災(zāi)或者爆炸事故，這些薄弱環(huán)節(jié)必將產(chǎn)生致命的影響，將是對(duì)結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計(jì)、冗余度設(shè)計(jì)的極大考驗(yàn)。例如在地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)于地質(zhì)承載能力等情況沒(méi)有考慮到位，在外力破壞下工程結(jié)構(gòu)很難安然無(wú)恙。在土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要充分結(jié)合土質(zhì)承載能力和地質(zhì)情況，在地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如果未充分考慮到地質(zhì)承載能力，外力的發(fā)生就會(huì)導(dǎo)致對(duì)工程結(jié)構(gòu)的破壞，由此造成工程的安全事故。

（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常常忽略環(huán)境因素，降低土木工程結(jié)構(gòu)的耐久性。土木工程設(shè)計(jì)關(guān)乎整個(gè)土木工程建設(shè)的使用時(shí)間，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮所有因素，還要考慮土木工程周圍環(huán)境的影響。要綜合溫度、濕度、水土酸堿度、化學(xué)腐蝕等環(huán)境因素，但在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，環(huán)境是經(jīng)常被忽略的因素，土木工程施工過(guò)程中，鋼筋和混凝土是基本的材料，由此理應(yīng)對(duì)周圍環(huán)境做出分析，從而防止環(huán)境對(duì)材料使用壽命的影響。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中忽略這層因素，就會(huì)降低土木工程的耐用性和安全性，造成安全隱患的發(fā)生，降低土木工程建設(shè)的效益。

（3）土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性低，易導(dǎo)致安全事故發(fā)生。我國(guó)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全規(guī)范低于國(guó)外水平，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)偏低，由此導(dǎo)致了工程安全規(guī)范方面的漏洞，致使安全設(shè)置規(guī)范難以發(fā)揮對(duì)工程設(shè)計(jì)的約束作用，工程質(zhì)量相對(duì)較低，較易造成安全事故的發(fā)生，損害了工程的建設(shè)效益，縮短了工程的使用年限。在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)安全性主要取決于構(gòu)件承載能力、結(jié)構(gòu)工程耐久能力、結(jié)構(gòu)牢固性等方面，我國(guó)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水準(zhǔn)與國(guó)外相較存在一定差距，且施工人員在施工過(guò)程中，很難以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為依據(jù)施工，導(dǎo)致施工質(zhì)量偏低，致使安全事故頻發(fā)。

三、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略

（1）任用綜合素質(zhì)較高、專業(yè)性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)人員來(lái)對(duì)土木工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)工作人員是作為土木工程的設(shè)計(jì)者和創(chuàng)造者，必須明確工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和高精確性，應(yīng)具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ魉悸?，依?jù)理論和經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，進(jìn)行完美的安全設(shè)計(jì)。要不斷加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的理論和經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)，使其不斷掌握先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念、擁有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)致力于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完善過(guò)程中。除此之外，要增強(qiáng)設(shè)計(jì)人員責(zé)任感和執(zhí)業(yè)使命感，使其能夠認(rèn)真的對(duì)待設(shè)計(jì)工作，保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量，充分為土木工程建設(shè)效果的發(fā)揮而奮斗。作為一名土木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師，不但要認(rèn)真的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的規(guī)章制度，也要按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以此來(lái)促進(jìn)建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)向著規(guī)范化的方向發(fā)展，避免在土木過(guò)程中發(fā)生一些安全問(wèn)題。

（2）結(jié)合土木環(huán)境現(xiàn)狀，綜合設(shè)計(jì)最優(yōu)方案。土木工程設(shè)計(jì)要結(jié)合地方環(huán)境，設(shè)計(jì)人員需要考慮多種因素，其中包括施工條件、水位、地質(zhì)情況、溫度等。在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要對(duì)圖紙進(jìn)行精細(xì)化處理，對(duì)于設(shè)計(jì)的每個(gè)細(xì)節(jié)要進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，從而方便工程施工人員理解。在土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，還要考慮設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性，要摒棄一味采用標(biāo)準(zhǔn)圖的做法，標(biāo)準(zhǔn)圖能夠加快設(shè)計(jì)的進(jìn)度，但是由于未經(jīng)過(guò)計(jì)算，為了保證設(shè)計(jì)的安全就會(huì)采取高標(biāo)準(zhǔn)的系列，由此就會(huì)增加成本，造成不經(jīng)濟(jì)性的問(wèn)題。所以，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員既要考慮圖紙的精細(xì)化，又要考慮設(shè)計(jì)成本的問(wèn)題，從而綜合設(shè)計(jì)最優(yōu)方案。

（3）強(qiáng)制執(zhí)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。由于我國(guó)土木工程質(zhì)量頻發(fā)，土木工程的安全性受到高度的重視。我國(guó)政府已經(jīng)頒布了相關(guān)的法律法規(guī)，主要目的在于確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得更加規(guī)范。因此，設(shè)計(jì)人員必須意識(shí)到工程質(zhì)量的重要性，根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)定，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保建筑的安全性與穩(wěn)固性。施工單位施工時(shí)，若發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙上存在不足之處，要及時(shí)予以更正，若無(wú)法判斷其是否合理，可讓開發(fā)商進(jìn)行判斷，并協(xié)商解決方法。施工單位必須要重視建筑安全問(wèn)題，如果開發(fā)商或施工單位了解到圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中存在不合理情況卻沒(méi)有做出修正，雙方均要受到法律制裁。