水利工程建筑物结构设计的技术

水利工程建筑物结构设计的技术

陈一凡

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摘要：水利工程的建设与设计工作，作为水利重要组成部分，对于基础设施的建设发展有着非常重要的作用。在当前水利工程建筑物设计过程中，尤其应注意结合发生的问题，做好结构设计的技术创新以及实践工作。在水利工程建设中，建筑物结构设计已经获得了相应发展，设计方法也逐渐脱离传统模式，并朝向现代化方向过渡。因此本文重点分析水利工程建筑物结构设计的技术和方法，旨在为相应单位提供借鉴。

关键词：水利工程；建筑物结构设计

引言

水利建筑物的设计和建设质量对于城市的良好发展具有重要意义，因此水利建筑需要设计人员以及水利部门相关工程师进行提前规划，提高结构设计的合理性。但是目前由于受到技术条件以及设计人员专业水平的限制，对于周围环境的勘察以及考虑不周等问题，导致设计存在各种各样的问题。因此必须要重视结构设计中的问题，统筹规划，合理布局，提高水利建筑物的质量。

1水利工程建筑物结构设计内容

水利工程建筑物结构设计所包含的内容有三点。第一，水利工程建筑物整体设计工作的开展要求相关设计人员实现对水利工程的类型划分，包括主体结构和相应配套设施。完成水利工程的整体结构设计就等同于完成了最为关键的框架设计，可以为此后各项工作的开展奠定更好的基础支撑。第二，关于水利工程中的混凝土结构设计。现阶段许多水利工程建筑物结构都会以混凝土为核心材料，所以在开展水利工程建筑物结构设计工作时，混凝土设计是需要予以重点考量的工作内容。混凝土设计水准将会直接影响到未来水利工程的实际使用情况，虽然与其他结构相比，混凝土结构的优势更多，但由于混凝土结构易受到外界环境温度的影响而出现裂缝问题，其不但会导致水利工程的美观度降低，而且会影响到水利工程的基本功能性和安全性，施工质量无法获得有效提升。因此，设计者在进行混凝土设计时，应着重展开试验工作，以此确定混凝土的结构强度极限，保障其承载力可以满足相关标准要求，并提前解决未来可能出现的混凝土裂缝问题，为工程安全系数、功能作用的有效发挥提供必要保障。第三，水闸设计。在开展此项工作时需要重点考量两项问题，包括水利工程的防水性能和水利工程的排水性能。如果水闸设计缺乏充足的科学性，不但会导致水利工程建筑物结构性能受到冲击，还会导致水利工程建筑物使用寿命显著减少，甚至可能引发相对严峻的安全事故，进而造成经济损失和人员伤亡等情况的出现。

2水利工程建筑物结构设计现状

2.1 设计方案缺乏系统性与连贯性

水利工程建筑物施工结构复杂，在施工过程中需要考虑水闸、消力池与边墙的设计等，且上述施工内容在本质上有所区别，施工技术差异巨大，在进行整体施工方案的设计中，极易出现部分施工内容难以相互兼容或承接性较差的问题，即设计方案缺乏系统性与连贯性。上述问题容易导致施工周期延长、水利工程建筑的实际作业效果差，难以发挥整体协同作用。例如，当消力池的排水孔数量较多而周围边墙的高度较低时，会导致水流湍急甚至跃出墙面，淹没周围建筑，严重威胁居民的生活安全。

2.2建筑物设计技术缺乏创新

现阶段大多数结构设计过程中，通常都是使用ＣＡＤ的软件进行建筑结构优化设计，但很多年龄比较大的设计师仍遵循传统设计方法，使用绘画的形式进行建筑结构设计，虽然这些设计师在建筑行业拥有非常丰富的设计经验，但随着年龄的提升以及对精确度认知的下降，使用绘画进行建筑结构设计，会导致建筑结构过程中产生相应的误差。然而，就这一点细小的误差可能会为建筑结构施工埋下巨大的安全隐患。从目前水利工程的建筑物设计技术方面来分析，由于这方面缺乏技术的创新，再加上现代社会已经步入了一个智能化生产的社会中。特别在目前的建筑行业中，采用了先进的数字技术，一方面可提高工作人员的工作效率，另一方面也可以保障质量。但在水利工程建筑物设计中，存在技术缺乏创新和缺乏实践的问题，导致整个施工生产工作缺乏与时俱进的创新精神。

3水利工程建筑物结构设计的技术优化

3.1混凝土架构设计

铺设混凝土是进行水利工程建筑物施工的基础与关键性措施，需分别从材质与架构两方面考虑。首先，混凝土材质对建筑工程质量产生直接影响，若混凝土中杂质较多、密度小，会导致后期水利工程建筑物发生表面破裂现象；此外，由于昼夜温差和季节温差的限制，会导致建筑裂缝逐渐增大，影响水利工程建筑物的安全性与稳定性。其次，混凝土的架构也是影响工程质量的决定性内容，若密度不一的混凝土相互铺叠，会导致材料相融性较差，在后期容易出现渗水问题，且如果混凝土的铺设架构不合理，会导致建筑物的承重极限大幅度降低，从而降低工程质量，使水利工程建筑物面临坍塌的风险。

3.2制定符合工程特点的设计标准

工程结构设计标准的选用和编制要满足工程实际情况，以合适的标准规范为依据，才能进一步提高工程设计质量。所以制定适宜的结构设计标准是一个重要环节，必须对建筑实际状况加以分析，并根据建设工程的规模和施工环境等对建筑技术标准做出适当调整，对水工建筑物的结构设计做出合理界定，以避免遗漏信息，缺乏参考性。每个企业都有自己业务相对集中的范围或者地区，而制定适用性强的内部结构标准则是水利工程企业长期发展壮大的必要条件，通过采用科学合理的技术标准可以提高设计效率，从而控制成本和工期，提升工程品质。

3.3 水闸设计

水闸会直接对水利工程的整体排、存水效果产生影响，关乎水利工程建筑物的使用寿命。其中，消力池的排水孔数量、水闸周围边墙的高度以及侧墙处的排水孔宽度和数量都会对整体的排、存水效果产生影响。排水孔数量较少时，会导致水压过高，使水流冲击力过大，对水闸的使用寿命产生影响；而当排水孔数量较多时，会导致渗透压较小，使水闸处的排水能力降低，水量过多时就很难保证水利工程建筑物正常作业。

3.4注重整体设计的质量

实际上，总平面设计、建筑平面设计、材料设计以及外观设计等，都属于水利工程建筑物结构设计工作。总平面设计简单来讲，即为主要针对建筑物与配套设施展开的设计，通常情况下，其中包括水闸、水坝等基础类设施，也包括生活与管理房屋建筑、绿化设计等配套设施。在以往应用传统设计观念的时期，很多设计人员都并不重视配套建筑以及环境设计，从而导致水利工程建筑与周边建筑协调性极差，也不具备应有的美观性。经实践证明，优质的总平面设计能有效解决上述问题，其不仅能促进整体规划与设计的合理化与协调化，还在能提高水利工程建筑物功能性的基础上，增强其美观度与艺术感。在设计建筑物结构时，应将专业设备的布置要求作为根据展开平面布置，要注重与总布置图的设计方向相符；在建筑物外观设计中，在遵循协调原则的同时，也要注重与周边环境条件相结合，为水利工程建筑物和环境映衬与融合提供保证。

结束语

总而言之，在现代经济飞速发展的背景下，水利工程建筑物结构设计监理工作也正在被迅速改进和优化，身为水利工程建设的关键环节，在推进开展建筑物结构设计时，也需要持续进行优化和完善处理。其中，水利工程建筑物结构设计需要在工程建设前期就予以确定，其预定方案质量将会直接对水利工程建筑物的工程收益和质量带来影响。与此同时，在开展水利工程建筑物结构设计工作时，相应设计者有必要积极提升自己责任意识，为设计成果的质量增长提供必要支持。

参考文献

［1］张磊，李会枫．建筑结构设计中ＢＩＭ技术的应用实践分析与研究［Ｊ］．华东科技，2019（3）：55-56．

［2］王丽晶．水利工程建筑物结构设计与处理方式研究［Ｊ］．电子乐园，2019（14）：61-62．

［3］张祖银．对水利工程建筑物结构设计关键问题的研究［Ｊ］．中国科技投资，２2019（8）：35-36．