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

李星

（山西潞安工程勘察設(shè)計咨詢有限責(zé)任公司 山西長治 046000）

高速公路、大型橋梁、摩天大樓、地下建筑等各種土木工程的產(chǎn)生以及大量建設(shè)為人們的生活帶來了極大的便利，也不斷推動著我國的建筑行業(yè)的發(fā)展。但是近年來土木工程安全事故頻發(fā)，安全事故的發(fā)生對人們的生命以及財產(chǎn)都帶來了極大的損失，因此土木工程的安全性受到廣泛的關(guān)注。土木工程建筑存在安全性問題時，就絕對不能使用，但是一味強(qiáng)調(diào)安全就難以協(xié)調(diào)土木工程的經(jīng)濟(jì)性，這就對結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性以及經(jīng)濟(jì)性提出了更高的要求，要求設(shè)計人員從土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性與安全性之間取得平衡[1]，這樣才會更有利于土木工程的快速發(fā)展?，F(xiàn)對土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的安全性與經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行探討如下。

1 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題

1.1 安全規(guī)范低于國外行業(yè)規(guī)范

我國土木工程安全規(guī)范的權(quán)威性不強(qiáng)，這些安全規(guī)范對設(shè)計的約束力不足，這些因素都是我國土木工程質(zhì)量不如西方發(fā)達(dá)國家的重要原因。國外很多建筑的使用壽命已經(jīng)達(dá)到百年，但是其質(zhì)量依然過硬，仍然處于正常使用的狀態(tài)，與國外優(yōu)秀建筑相比，我國許多土木工程的質(zhì)量就顯得不高，部分建筑在短時間內(nèi)就會發(fā)生變形、開裂等問題。從這里可見我國的結(jié)構(gòu)規(guī)范與西方發(fā)達(dá)國家的結(jié)構(gòu)規(guī)范還存在較大差距，例如：英國辦公樓樓板承受活荷載為2.5kN/m2，美國為2.4kN/m2，而我國為2.0kN/m2，而在這樣的規(guī)范約束下設(shè)計，施工的建筑質(zhì)量必然與國外水平存在一定差距[2]。

1.2 設(shè)計結(jié)構(gòu)牢固性不強(qiáng)

土木工程結(jié)構(gòu)是否牢固決定了建筑是否安全，更影響著建筑的使用壽命，因此進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計時首先要確保的就是結(jié)構(gòu)要足夠穩(wěn)固。當(dāng)前我國土木工程設(shè)計存在的最大問題就是土木工程的牢固性不強(qiáng)。對土木工程的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計時，容易在承載能力、耐久性等各方面出現(xiàn)一些偏差，導(dǎo)致產(chǎn)生計算上的偏差以及忽略的問題，為了確保具有較高的牢固性，就必須要充分考慮到發(fā)生重大災(zāi)害時建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計具有良好的冗余度，除此之外還要充分考慮到地質(zhì)承載能力以及地質(zhì)情況來論證土木工程的設(shè)計。但是當(dāng)前我國土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計對這些重視不足，這使得發(fā)生重大災(zāi)害時常出現(xiàn)建筑物大范圍的倒塌、損害等。

1.3 對環(huán)境因素考慮不足

土木工程設(shè)計中，存在對環(huán)境因素對工程安全性與耐久性重視不足的問題。化學(xué)腐蝕、水與土的酸堿度、溫度以及濕度等都會影響鋼筋以及混凝土的使用壽命，從而影響到土木工程的安全性以及耐久性，對這些影響因素重視不足，就會增加重大安全隱患的發(fā)生風(fēng)險。

2 提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性的措施

2.1 不斷完善土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

設(shè)計人員進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，不僅要重視保障工程的經(jīng)濟(jì)效益，還需要積極優(yōu)化完善原設(shè)計理論，積極引進(jìn)先進(jìn)設(shè)計技術(shù)與思路，從而對設(shè)計思路進(jìn)行不斷完善與創(chuàng)新。不斷提高設(shè)計風(fēng)險意識，結(jié)合實際情況來對結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的不穩(wěn)定因素進(jìn)行重點(diǎn)規(guī)劃與分析，進(jìn)而對工程施工風(fēng)險進(jìn)行盡可能的控制[3]。

2.2 不斷增強(qiáng)設(shè)計人員的安全意識

提高結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性的前提在于設(shè)計人員要具有足夠強(qiáng)的安全意識，但是從實際上看來，多數(shù)項目的設(shè)計過程中，部分結(jié)構(gòu)設(shè)計人員并不具有極高的安全意識。建筑體的總體性能受到建筑結(jié)構(gòu)的直接影響，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在進(jìn)行設(shè)計的過程中對安全問題重視不足的話，將會直接對建筑的安全性造成影響，因此必須不斷增強(qiáng)設(shè)計人員的安全意識。

2.3 積極使用新材料

進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，積極使用新材料將有助于明顯提高建筑工程的安全性。經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展、科學(xué)技術(shù)水平越來越高的當(dāng)前，土木工程新興材料越來越多，并且這些材料還在土木工程的施工中得到了廣泛的應(yīng)用，這為我國土木工程建筑行業(yè)的發(fā)展帶來了強(qiáng)大的動力。例如，將纖維復(fù)合材料應(yīng)用于土木工程中，有助于提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性，進(jìn)一步提高建筑質(zhì)量，也能減少材料成本，其具有較高的應(yīng)用價值。

2.4 不斷完善土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與體制

進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，必須確保所有設(shè)計均與國家規(guī)定的技術(shù)規(guī)范相符合。對當(dāng)前還不夠完善的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，我們要積極、虛心地學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)，在這一基礎(chǔ)上結(jié)合我國國情來對相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改進(jìn)；除此之外還要大力提倡進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，實際工作中發(fā)現(xiàn)安全設(shè)計不足的水準(zhǔn)以及規(guī)范等時，要及時反饋給上級主管部門，從而不斷提高規(guī)范條例的安全性、合理性以及科學(xué)性。

2.5 加強(qiáng)設(shè)計過程的管理

設(shè)計人員自己要不斷加強(qiáng)理論知識的學(xué)習(xí)，特別重視學(xué)習(xí)設(shè)計方法以及設(shè)計計算理論，熟練掌握這些，同時對自己的知識體系進(jìn)行不斷更新，進(jìn)而確保自己的水平與知識都處于領(lǐng)域前沿。對設(shè)計人員設(shè)計完畢的數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)核對，完善審核制度，進(jìn)而確保設(shè)計無遺漏或者疏忽，減少安全隱患的發(fā)生。

2.6 重視施工反饋并及時進(jìn)行修改

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計完成，審核確認(rèn)無誤后并不意味著以后就不需要對設(shè)計稿進(jìn)行修改，實際施工過程中時常會出現(xiàn)一些意外引起的變更，因此設(shè)計人員要加強(qiáng)與施工人員之間的聯(lián)系。施工過程中發(fā)現(xiàn)存在難題或者問題時，施工人員就要及時通知設(shè)計人員，由設(shè)計人員來對圖紙進(jìn)行核查，及時對設(shè)計進(jìn)行調(diào)整以解決問題，這樣才能減少事故的發(fā)生。

3 提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)濟(jì)性的措施

3.1 綜合考慮各種設(shè)計參數(shù)

土木工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要對大量設(shè)計參數(shù)進(jìn)行計算，這些參數(shù)時常會存在安全積累問題。以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計為例，設(shè)計過程中就常見安全因素以及成本因素，常見的鋼筋數(shù)量、面積以及材料等都會對結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性以及安全性造成影響。進(jìn)行設(shè)計的過程中，要評估、選擇多種設(shè)計方案，了解最新規(guī)范對于結(jié)構(gòu)設(shè)計各方面的規(guī)定，根據(jù)參數(shù)的變化以及合理選擇來對參數(shù)進(jìn)行綜合衡量，采用最主要的參數(shù)來協(xié)調(diào)安全性與經(jīng)濟(jì)性，確保最終選取參數(shù)的可靠性以及準(zhǔn)確性，進(jìn)而保障相應(yīng)的土木工程結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)較為理想的可約束性。

3.2 靈活設(shè)計以降低造價

千篇一律的標(biāo)準(zhǔn)圖設(shè)計能夠減少設(shè)計出現(xiàn)的誤差，也有助于減少設(shè)計工作量，但是這樣做的創(chuàng)新性不足，對合理降低工程造價也是不利的。因此設(shè)計人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，設(shè)計思路與設(shè)計方法要靈活，還應(yīng)該在結(jié)構(gòu)設(shè)計前能夠針對工程預(yù)算進(jìn)行分析，從而協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)性與安全性。

3.3 加強(qiáng)與相關(guān)部門的合作

進(jìn)行設(shè)計的過程中，設(shè)計人員要妥善協(xié)調(diào)與相關(guān)部門之間的關(guān)系，加強(qiáng)彼此之間的合作，從而盡可能獲得大量可靠、準(zhǔn)確的信息與資料，這能有效減少設(shè)計方案由于數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確引起的返工，有助于控制成本。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計需要足夠多的數(shù)據(jù)支持，例如水文、地質(zhì)、氣候等相關(guān)數(shù)據(jù)，這就要求加強(qiáng)與相關(guān)部門之間合作。

4 結(jié)束語

結(jié)構(gòu)設(shè)計作為土木工程項目的核心環(huán)節(jié)，必須始終高度重視安全性，這樣才能確保設(shè)計以及施工的安全性與經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而為企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展提供保障。設(shè)計人員要不斷提高自己的能力，扎實掌握專業(yè)知識，設(shè)計過程中嚴(yán)格按照安全設(shè)計規(guī)范來進(jìn)行設(shè)計，必須要綜合考慮安全性與經(jīng)濟(jì)性，這樣才能使二者和諧統(tǒng)一，從而為每一處設(shè)計結(jié)構(gòu)的安全性與經(jīng)濟(jì)性提供保障。