探究土木工程结构设计中的安全性与经济性

探究土木工程结构设计中的安全性与经济性

马权

唐山市八方锦秀建筑设计有限公司河北唐山064200

摘要：建筑行业在快速发展，建筑结构的设计备受关注。对于土木工程的结构设计，其安全性决定着整体工程的质量安全，所以土木建筑结构设计的安全性和经济性有着重要的意义，这是整体工程得以建设的前提条件。鉴于此，本文辨析了土木工程结构设计中实现安全性和经济性的存在的弊病，同时提出了相应的方法，以期为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。

关键词：土木工程；结构设计；安全性；经济性

引言：

土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称，其是建筑材料、建筑设备、工程勘测、结构设计、建筑施工、建筑养护等技术活动的有机综合体。目前，建筑工程安全事故频发，经专家学者的实地调研结果表明，主要原因是结构设计不合理，导致结构的安全性无法保障。众所周知，结构设计乃是建筑的灵魂，在结构设计中如何平衡结构的安全性和经济性，是结构设计师们一直探索的问题，并为之积极寻求解决之道。

一、土建工程结构设计中的弊病

（一）设计安全标准低

实际案例表明，结构安全性不足导致的人员伤亡、财产损失等，不胜枚举。关于土木工程结构设计的安全标准，不同的国家的安全标准有高低之分。调研文献可知，相对于发达国家，我国的建筑设计安全标准和相关规范方面存在很多的弊病，导致设计完成后投入使用的建筑出现各种各样的问题。比如，建筑验收完成直接投入使用后，短期内就出现墙壁开裂、地基下沉、变形等现象。可见，结构设计安全标准偏低直接导致结构设计存在弊病，结构设计存在弊病直接影响后期的建筑施工的安全性，最终也将直接影响建筑结构的安全质量，甚至是交付使用后的使用安全性。同时，也导致工程的整体经济效益降低。

（二）耐久性重视程度低

土木工程结构设计中，耐久性的设计至关重要。但是，在现阶段我国土建结构的实际设计工作中，设计师们往往忽略了周围环境的湿度、温度、酸碱度等对混凝土使用寿命的影响，从而导致土木工程耐久性的降低，使得结构存在重大安全隐患。此外，土木工程结构的设计单位和施工单位缺乏施工前期、中期和后期的有效沟通，导致初步设计图纸、最终的设计图纸等都存在很多问题。当然，施工单位对土木工程结构耐久性的重视程度不足，施工维修人员对结构耐久性的维护意识的缺乏等，都是造成土木工程结构耐久性差的原因。

（三）结构的抗震设计

随着城市数量和规模的扩大，城市的人口高度密集，财富也高度集中。虽然，目前各国抗震规范中以“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设计思想进行抗震设计，并以此作为保障生命安全的单一设防目标。实际情况表明，中小震下建筑结构的正常使用功能会丧失，会造成严重的人员伤亡和惨重的财产损失。所以，土木工程结构设计中抗震设计直接关乎结构设计的安全性，也需要进一步深化和优化土木工程建筑的抗震设计。

（四）结构的可靠度低/稳定性差

土木工程建筑结构安全性的评判标准之一就是土木工程结构的整体可靠度/稳定性。现阶段，我国的土木工程结构的可靠度设计仍旧存在不足之处，无法满足结构的可靠度/稳定性设计标准的具体要求，直接导致许多建成后或投入使用的土木建筑工程耐久性偏低、结构的可靠度/稳定性差，导致安全事故频发。

二、结构设计保障安全性和经济性的举措

（一）设计安全标准的进一步完善

土木工程结构设计安全规范和标准是设计人员进行设计活动的设计依据和准则。只有设计安全规范和标准的进一步完善，才会让建筑设计行业有更为可靠严格的设计准则和设计参数，才会使得结构的设计安全性得到提升。

（二）安全意识、安全管理意识的进一步强化

土木工程的建筑结构由设计人员设计完成，设计人员的结构设计思维和意识直接反映于设计，所以，强化设计工作人员的安全意识至关重要。一般，对设计人员安全意识的培养方式有两种：①将“安全第一、质量至上”理念进一步深化在具体的设计活动中，同时制定约束设计人员设计的相关规定；②将“结构设计安全即生命和财产安全”的意识上升为设计人员的责任心。同时，安全事故的发生与工程管理息息相关，所以应该选择拥有精良设备、经验丰富设计人员、强悍管理能力的单位，这样会使得工程的各个方面都有一定的保障，当然也有建筑结构设计的安全性和经济性。

（三）结构设计计算准确性的把握

一方面需要完善和加强设计人员的设计理论，这样设计人员才能对概念理论进行深刻的认知，这样设计人员才能从理论上把握结构计算的准确性，这样才能减少建筑事故的发生概率。所以，完善和加强建筑设计理论的理解，是保证建筑安全性的基础和重点。另一方面，随着计算机技术的发展，建筑设计结构计算基本采用计算机进行，但是目前结构设计计算软件很多，不同的软件其计算程序和方法也不同，这就需要设计人员自身对计算机软件以及参数进行分析和研究，在结构计算时根据土木工程结构实际情况选择并确定合适的参数。

（四）设计结构可靠度的合理选择

目前，我国关于建筑结构的实际定位发生了变化，具体表现为：①结构设计成本占整个工程造价的比重逐渐减小；②随着建筑物结构设施和价值的增多，建筑结构使用功能需求的日益增加，③土木工程建筑物已然被商品化，其质量的高低决定其价值的大小。基于上述，对建筑结构设计安全性的要求也不断增加，亟需结构设计时要合理选择和确保结构的可靠度。

（五）限额度设计的应用

土木工程结构设计工作要想体现出理想的经济性，亟需围绕相应的限额进行应用，在投资许可的范围内实现有效经济的设计，这就是结构设计经济性的具体表现。

（六）土建相关单位的有效沟通与合作

土木工程结构设计并非只是设计单位、设计人员的工作。为了保证设计阶段的经济性，要求设计单位、设计人员与施工单位、业主单位要进行必要的合作与沟通，为设计的合理性、正确性形成全面的数据资料，以实际情况指导设计。比如，设计和施工中存在拆迁等问题时，若各单位能提前互通有无，各单位及相关人员提前做好拆迁工作，减少钉子户的数量，从而保证业主面临的实际问题。

（七）参数的控制需重视

土木工程的结构设计中，参数是个变量。一个小小参数的改变，将对整个工程产生较大的影响。比如，会影响到建筑材料的价格、建筑的使用面积等。当然了，这些参数很大程度上会直接影响建筑的安全性和经济性。参数无法合理选择和确定，建筑结构设计的安全性和经济性也就无法保证。因此，实现结构设计安全性和经济性的有机统一，参数的控制极为重要，需要给与相对的重视。

（八）设计方案的综合评估药做到位

土木工程建筑结构要求安全性和经济性统一，最终的综合评价很重要。综合评价设计图纸会审，主要是找到设计方案中可能存在的一些不合理的地方或者根据实际情况需要进一步修正的问题，特别是投资需求变化幅度较大的部分，以期在后续的土建施工环节能进行及时的避免和规避，以防对工程结构设计的安全性和稳定性造成伤害。

三、结论

我国经济迅猛发展，城市的数量和规模逐渐扩大，人们对建筑结构使用功能的需求更加多样，比如建筑结构的安全性和经济性。为了保证建筑结构的安全性和经济型，设计人员必须在设计环节重视结构设计的安全性和经济性，使得二者实现有机统一，促进土木工程的高质量建设，促进建筑行业的安全健康发展。

参考文献：

[1]李津.土木工程结构设计中的安全性与经济性[J].科学技术创新，2018（12）：123-124.[2]黄成.浅谈土木工程结构设计中的安全性与经济性[J].城市建设理论研究（电子版），2017（9）：255-256.

[3]金巍.浅谈土木工程结构设计中的安全性与经济性[J].科技展望，2017（24）：266.

[4]吴彩虹.土木工程结构设计中的安全性与经济性[J].城市建设理论研究，2016（17）.