土木工程结构设计中的安全性与经济性探讨杨松杰

土木工程结构设计中的安全性与经济性探讨杨松杰

杨松杰

浙江高致工程管理有限公司浙江宁波315800

摘要：土木工程结构设计中，为了最大限度的减少工程质量事故的发生，相关设计人员必须要在保证土木工程结构安全性能的情况下，尽可能的提高土木工程结构设计的经济性，这就对我国建筑行业特别是土木工程结构设计领域的从业者提出了更高的要求。本文对土木工程结构设计中的安全性与经济性进行了分析。

关键词：土木工程；结构设计；安全性与经济性

引言

最近几年来，国家各个地方出现地震，针对土木工程安全性提出非常高的要求，可是，在土木工程设计当中，设计工作者过分的追求经济性，不能良好的保障土木工程设计的安全性，进而限制了土木工程的良好发展。因而，文中分析土木工程结构设计存在的不足，研究土木工程结构设计的安全与经济性，进而给土木工程结构设计带来理论基础。

1土木建筑工程的设计现状

从当代土木工程反馈的信息来看，结构设计缺少孤星、安全性与耐久性。在现实应用中，虽然局部地方的质量问题短时间不会影响到整个建筑性能，但时间一长势必会影响建筑质量，对功能造成不可修复的不利影响。从建筑整体性来看：建筑物体是否稳固直接关系着建筑物生存，为了维持稳定，设计者必须结合土木工程现实情况进行设计，从整体上考虑延展性与冗余度。从土木工程整体设计的角度来看：如果要达到设计安全的要求，必须设计更多的因素。在这期间，就需要考虑工程耐久度、最大承载力、整体稳定性，这类因素对结构整体的安全系数也会带来影响。但是从现实反馈的信息来看：土木工程在设计与安全规范中依然存在很多问题。和国外建筑性能与规范相比：国内设计不管是约束力度，还是权威性，都存在很大差异。这也是很多建筑工程投入使用后，时常发生质量问题的原因，如：墙体倾斜、开裂与变形等。缺少耐久性，是建筑物面对荷载压力，建筑物实际承担的时间与受力，这也是当下国内对土木工程耐久性的界定。但建筑并非独立，当它处在环境中时，很容易遭到环境和其他的影响，国内对于这方面的讨论，忽视了环境因素，只关注压力数值，让工程缺少耐久性。因此，在现代土木工程设计中，必须正视外在环境与建筑物体的辩护，如：生态环境、气候环境等各种自然因素与政策、使用情况等人为因素，结合外在因素作出调整。由于国内经度与纬度较大，各地气候存在一定差异，但建筑条例并未涉及这方面，都说明土木工程在耐久性上的认知不足。

2我国土木工程结构设计现状及存在问题

2.1土木工程结构整体稳定性不足

土木工程的建设质量直接关系到整栋建筑物的稳定性与可靠性。但是建筑在使用过程中常常会存在局部的质量性问题，这些质量问题有时并不会对建筑的牢固性造成显著影响，通常情况下也很少会引发严重的大面积坍塌事故，产生的经济财产损失也微乎其微。但是只要存在质量缺陷，就势必会导致整体稳固性的降低。由于土木工程结构本身具备一定的延展性，因此只要提高对土木工程结构延展性设计的重视，设计一定的冗余度，提高结构设计整体稳定性，才能使建筑在后期建设使用中不会产生太大问题。

2.2经济性设计存在不足

土木工程结构设计当中，经济性与安全性处在同等重要的位置上，若经济性出现问题肯定会导致后期的施工资金无法到位，从而对土木工程的施工进度产生影响，更有甚至会造成超预算或者其他重大事故，导致工程建设项目不能正常运转。这种现象产生的主要原因是工程的经济性设计存在不足，并未充分重视工程造价预算与控制工作，直接对工程施工效率与建设质量带来影响。

3土木工程结构设计安全性与经济性控制

3.1提升设计人员安全意识

提高设计人员的安全意识作为结构设计安全性有保证的基础。从实际情况入手，大部分的项目在施行过程中，结构设计人员的专业化水平与技术水平并不高。不但无法处理各种专业问题，而且缺乏必要的安全意识。结构设计将会直接对建筑体的总体性能产生影响，同样是建筑物安全性的依托。若土木工程结构设计师不能把安全问题作为首要问题进行充分考虑，或者是在设计当中忽视安全问题，都将带来各种问题，直接给工程质量产生影响。

3.2深化土木工程结构的具体设计

第一，进行剪力墙设计时的注意事项。首先，剪力墙结构的平面设计应该遵循对称原则，墙面结构的承重力与质量中心点要完全重合，既要保证受力均匀，同时又要避免墙体歪斜。剪力墙结构的设计应采取内外结构形式，两面对其拉直，除非必要否则应避免采用单面墙结构，从而防止墙体在遭遇地震等自然灾害时，因自身刚性不足而倒塌。需要注意的是，剪力墙结构的设计应注意控制剪力墙之间的距离，强化其抗侧力性能，并扩展剪力墙的空间延展性。其次，要根据不同级别、不同类型的剪力墙刚度，来进行边缘构件的设计。一般情况下，剪力墙边缘构件大体分为有约束以及无约束两类，有约束边缘构件的截面承重力要比无约束边缘构件超出近一倍，且极限楼层位移角也多了一倍。第二，进行钢筋混凝土构件设计时的注意事项。在土木工程建设项目中，钢筋混凝土结构可以最大限度的承受外力。因此，在设计钢筋混凝土结构时，首先要充分考虑混凝土自身的配比与调制，通过精确计算构件截面的承载力，严格将裂缝控制在合理范围内，并适当增加混凝土强度，提高构件本身的耐久性。其次，为确保混凝土的工作性能，在设计混凝土结构时，还需要注意防渗能力的设计，在浇筑堆砌混凝土时，要注意养护的方式方法，尽量减少或避免裂缝的产生。另外，还需结合土木工程项目的实际要求，设计出合理的结构框架，重点考虑关键部位的结构形式，使得所有混凝土构件能够协同受力，最大限度的提高结构的整体性能。

3.3控制好成本投入

从招标开始，土木工程就必须严格按照设计原则与招标要求，不管是招标步骤，还是整个招标项目的设计部门，都必须结合建筑工程经济性与安全性指标进行，并且在招标期间按照公正、公平的原则，从源头上杜绝弄虚作假、假公济私等问题。考虑到工程的现实设计，需要在安全有保障的情况下选择相对经济的方案施工，另外还需将工程总体发展与美观度作为考虑依据。利用这类招标形式，不止能保障相关企业在招标设计中兼顾经济性与安全性指标，还能最大程度的控制相关单位的资金花费。

3.4标准图集的选择要合理

一般情况下，设计单位会选择国家标准图集来提高土木工程结构设计的规范性与可行性。而标准图的使用也能从另一个角度减轻设计人员的工作量，缩减设计时间，并且大大降低设计错误出现的几率，从而有效减少工程成本。如果土木工程项目本身的规模较小，就可以选择使用标准图，并且可以同时满足经济性与安全性两方面的要求。然而如果土木工程的规模较大，且设计相对复杂、施工周期长，使用标准图则有可能会不断增加工程的实际成本。这是因为标准图在设计过程中会比较保守，一旦工程工期很长，则很容易与社会、时代发展脱节，并不会对土木工程施工带来明显帮助。因此，是否选择、如何选择标准图集需要结合工程的实际状态而定。

结语

在现代土木工程建筑结构设计中必须综合考虑，兼顾经济学与安全性，利用土木工程结构优化设计过程，选用资质过关的设计单位，从而做好土木工程结构的安全监管与相关工作，通过提高土木工程相关人员的质量与安全意识，从根本上确保设计结构的安全性与经济性。通过对设计方案进行评估，做好部门协调，选用恰当的标准图与设计思路。

参考文献

[1]王庆霞.关于土木工程结构设计中的安全性与经济性分析[J].中国房地产业,2018,(28):76.

[2]丁伟.浅谈土木工程结构设计中的安全性与经济性[J].江西建材，2018(14):68+71.