土木工程结构设计中的安全性及经济性探究

土木工程结构设计中的安全性及经济性探究

张啸     ,吴一超

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摘要：基于节能减排、绿色环保的环境，在保障施工质量的同时降低企业生产成本始终是土木工程企业发展和追求的最终目标。而土木工程建设期间存在的安全问题势必为土木工程企业埋下严重的安全隐患，也会为其造成不可挽回的严重损失。因此，要求土木工程在结构设计中需要充分保障其安全性及经济性，基于此可将土木工程的生产成本有效降低，使得我国当下建筑行业可以更好地借助时代契机快速进步和发展。基于此，对土木工程结构设计中的安全性及经济性探究进行研究，以供参考。

关键词：土木工程；结构设计；工程设计

引言

土木工程建设中结构设计的安全性以及经济性问题也逐渐受到相关建筑结构设计人员以及整个建筑行业的关注与重视。对土木工程结构设计的安全性与经济性问题进行一个有效的解决，不但可以提高建筑的安全度，为人们提供一个安全、舒适的居住和活动环境，减少建筑倒塌事故的发生，提高建筑企业的声誉以及形象，还可以为企业节约建筑资金的投入，获得一定的经济效益。但是，如何能够在保证建筑物结构设计安全性的前提下，最大限度地降低建筑造价成本，实现经济效益与社会效益的统一，是土木工程结构设计人员以及整个建筑行业面临着的严峻的考验和棘手的问题。

一、土木工程结构设计中安全性及经济性的重要性

在土木工程结构设计过程中，其设计的核心重点是安全性与经济性，二者是充分保障土木工程结构性能及优势有效发挥的基础保障。土木工程结构设计一定要充分保障其安全性，安全性是建筑工程科学设计结构需要遵循的基本性原则，由此才能保障建筑工程后期的使用安全，保障土木工程结构设计的安全性有利于为接下来建筑工程多元化功能的建设以及优势发挥打下坚实的基础，还能对后期工程施工提供科学性、安全性的指导和规范，最大限度保障土木工程的安全性。与此同时，安全性同样是党与国家在建筑工程层面的核心重点。近几年国内建筑施工中的安全事故层出不穷，几乎都会存在各种程度的建筑结构安全问题，此问题严重威胁着人们的财产及生命安全，也会对土木工程企业造成严重的经济损失。因此，需要立足安全加强土木工程结构设计的安全性，充分保障土木工程企业的社会效益和经济效益。

二、土木工程结构设计中存在的问题

（一）建筑的可靠性较低

由于技术上的问题，导致施工策略存在一定问题，土木工程结构设计上存在不足，会造成总体设计可靠性下降，而设计者在实际的施工中并没有遵循总体的要求，使得土木工程结构设计中的施工技术不够规范，所涉及的内容也不够充分，导致了土木工程结构设计方案不够完善，在实际执行中也遇到了很多问题。目前我国土木工程技术水平还有待提高，而在实际施工中，工艺不成熟是造成技术水平出现问题的重要原因。

（二）土木结构参数误差大

结构参数误差是影响结构稳定性和安全性的主要因素，如果在设计过程中相关参数误差较大，施工工程安全和质量将会受到影响。部分设计单位在设计阶段未能得到严格准确的工程勘察数据，导致部分参数失真，设计阶段应用错误参数设计土木结构，从而导致土木结构质量受到影响。例如，建筑地下室结构设计时，勘察单位提供的抗浮设防水位不准确或仅提供勘察期间的稳定水位，抗浮设计时计算所得的数据偏差较大，设计时应用错误参数导致抗浮结果出现较大偏差，如果施工单位按照此设计方案开展施工，可能出现安全隐患。

（三）土木结构缺乏完整性

土木结构完整性是反映建筑安全性的重要指标，如果土木结构完整性不足，可能对建筑安全性带来影响。部分设计单位在设计土木结构时忽视了细微部分设计方案优化的重要性，从而导致土木结构完整性受到影响。例如，设计桩基结构时，忽视了桩基结构抗腐蚀性的重要性，未结合当地水温条件特点设计桩基结构，因此桩基在使用过程中受到腐蚀，从而增加了安全风险。控制土木结构完整性的前提条件是确保相关结构能够在特定的环境下保持足够的稳定性，如果其稳定性达不到基本安全等级要求，必然对整个项目的质量造成影响。还有一些设计单位在设计时未能考虑相关结构功能特点，忽视了次要功能。例如，挡土墙设计时，如果未设置排水孔或排水孔设置不当，不能有效滤除土中的水分，就会增加挡土墙的水平推力，对挡土墙的稳定性造成不利的影响。由此可见，完整性是土木结构设计的关键要素，如果完整性得不到满足，土木结构设计的效果将会受到影响，其对于土木工程行业的发展将会产生不利影响，同时可能影响建筑质量。

三、土木工程结构设计中经济性措施

（一）加强各部门的沟通合作

土木工程结构设计不单单只是设计部门所要涉及的工作范围，想要产生高质量、高标准的结构设计方案，必须要多个部门进行有效沟通与交流，紧密协调各个部门之间的合作关系，相互配合。在进行土木工程结构设计工作之前，需要对设计的经济性成本加以预测，这就需要与成本预算部门进行充分的配合，根据成本预算计划对建筑结构设计理念加以严格的执行，以此来实现控制建筑结构设计成本的目的，使建筑结构设计的经济性得到体现。

（二）结构设计的合理性与经济性相统一

在进行工程设计时，不仅要注重功能，而且要在保证工程品质的前提下，选择具有更高经济效益的工程。在不过分提高工程造价的前提下，采用最好的工程材料，使工程的安全性与经济性相结合，工程的结构设计达到最优。

（三）引入先进技术保障结构完整性

在土木结构设计方面，信息化设计软件的应用有着突出的效果。设计单位应引入信息化设计工具，利用信息化设计工具开展设计工作，从而提升土木结构的完整性。例如，使用CAD绘图工具，这种绘图工具在设计行业有着广泛的应用，利用计算机可以合理地调整参数，能够有效防止手绘方法计算错误导致设计结构缺陷。与此同时，利用BIM工具能够对设计方案进行建模，通过观察土木结构模型对设计方案中存在不足的地方进行修改，能够避免施工单位将存在缺陷的设计方案应用于施工作业中。与此同时，设计单位也应该收集和总结以往设计案例中出现质量问题的案例，分析设计方案的不足，在后续设计过程中尽可能避免相关问题出现。引入先进的设计技术能够有效地保障设计方案的完整性，避免设计缺陷问题对土木工程质量造成影响，从而保障土木工程质量。

四、总结

随着我国城市化的进程不断加快，土木工程项目持续增多，社会各界对工程施工的质量和安全性提出了更高的要求。对此，在土木工程建筑结构设计过程中，科学合理的规划建筑结构布局最为关键，同时要遵照相关规定要求和标准，提高工程项目经济收益，保证建筑整体结构的安全性，为推动建筑行业可持续发展奠定基础。

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