提高土木工程结构设计中的安全性及经济性的方法分析王芳

提高土木工程结构设计中的安全性及经济性的方法分析王芳

王芳

(榆林市科达建筑设计有限公司陕西榆林719000)

摘要：目前，土木工程事业发展迅速，结构设计作为土木工程实施的第一步，保证结构的安全性、经济性，才能保证项目各方面目标的实现。下面主要从土木工程结构设计的基本内容出发，探讨提高设计安全性、经济性的方法对策。

关键词：土木工程；结构设计；安全性；经济性

引言

安全性与耐久性乃当代土木建筑工程需遵循的两大原则，其与土木工程设计具有十分密切的关联，当土木工程设计不够规范严谨时，土木建筑工程的安全性与耐久性势必将受到折损。透过相关现象，我们发现我国土木工程结构设计中仍存在一系列亟待完善的问题。为此，相关部门应细致地剖析现存问题，并透过现象窥见问题本质，从而采取可行有效的解决对策。

1土木工程建筑结构设计基本内容

第一，需要根据建筑物本身的使用性能进行划分，如工业建筑和民用建筑。第二，需要按照建筑的大小、层高等进行划分。第三，需要根据建筑的结构材料进行划分，如砌体、木、钢筋混凝土以及混合等结构。第四，需要根据结构形式进行划分，如排架结构、框架结构以及剪力墙结构等。在建筑结构设计方面，内容主要涉及到两点：第一，结构程序。建筑物的设计涉及到建筑设计、结构设计、给排水设计、暖气通风设计以及电气设计等。不同部分的设计都必须遵循四个基础原则，也就是功能、美观、经济以及环保。建筑结构属于建筑物使用功能、使用安全性的基础，结构设计属于建筑物设计的基本性项目，其过程主要有方案的设计、结构的分析、构件的设计以及施工图纸的绘画；第二，结构设计要求。为了更好的确保结构设计可靠性，在设计中必须遵循基本的要求，一方面计算内容。结构构件具备一定的承载力，在设计时必须保障构件能够满足承载值，计算出疲劳强度从而保障设计安全性。另一方面结构多种作用效应同时发生时，明确不同结构下的效应，及时发现不安全组合现象。

2土木工程在结构性设计方面存在的问题

2.1建筑体牢固性较差

对于建筑物来说，影响其使用寿命的关键因素之一就是其牢固程度。建筑物的牢固性达不到一定要求在工程完成初期的使用过程中虽然看不出什么弊端，但随着使用年限的增加，许多问题就会接踵而来，例如，墙体破裂，严重的甚至会出现墙体坍塌的危险。这些问题不仅会影响到使用过程中的安全性，而且还极大地增加了后期的修复成本。另外，有些由于设计不周而对建筑物造成的质量问题即使后期进行及时修复也无济于事。总之，建筑物的牢固性是其是否能有具有一定安全性的首要前提。因此，设计者们在具体的设计工作中，要对建筑物的抗压性和延展性等方面做充足的考虑，以便有效提高建筑体的牢固程度。

2.2建筑结构的耐久性相对有限

透过行业现状，我们发现我国土木工程在耐久性方面的控制重心往往集中于荷载下的结构强度，而不重视对于环境因素（干湿、冻融侵蚀等）、化学侵蚀的耐久性。相关标准的缺乏使得我国土木工程对于耐久性的控制过于片面，其效果仍不尽人意，在特殊环境下，建筑的使用安全亦难以得到保障。此外，现阶段部分工程人员的维护意识相对缺乏，由于钢筋蚀锈、混凝土碳化而导致的结构安全隐患仍时有发生。

2.3建筑体缺乏安全性

目前我国针对土木工程结构设计方面的专业性还不够，与发达国家相比仍然具有较大的差距。其中造成这种差距的主要根源之一就是我国在保障建筑体安全性方面的工作欠佳。施工人员在实际的施工过程中操作不规范，进而导致建筑体的实际性能不佳。进行土木工程结构设计是一项需要考虑工程整体性的系统工作，在实际的设计过程中需要充分考虑多方面的因素。例如建筑体的耐久性、承载力等。任何一项因素考虑不到位都有可能对工程的实际效果带来或多或少的影响，更会导致建筑体缺乏一定的安全性，出现诸如墙体变形、坍塌等不可修复的问题。

3提高土木工程结构设计中安全性与经济性的优化对策

3.1从准备阶段入手，拟定科学合理的结构设计方案

首先，建筑设计人员应严格遵守相关的设计原则，这要求设计人员在设计过程当中以国家相关标准作为设计依据，并以满足具体工程指导文件的要求作为设计目标。其次，相关设计人员应对居民对建筑结构的具体需求进行细致入微的分析。为实现这一点，相关设计人员可借鉴相关工程项目的设计方案，最后，在设计前期准备阶段，相关设计人员应全面考虑建筑的性能和质量。通常来说，结构设计人员应对结构选型、构造措施、功能布局等进行深度发掘，从而不断加以完善优化。一般而言，设计人员需首先确定梁柱构件的参数，并使用节点将各个构件“串联”，从而分析承受的水平与竖向荷载，当建筑为高层建筑时，风向负载也应纳入分析范畴。对于框架结构则应尽量选用钢筋混凝土现浇杆件，从而提升其整体性与抗震性。基础布置则应综合考虑上部结构、地质条件及施工条件等。例如，当建筑较低时，可采用独立基础模式；当建筑较高时则可以选用综合基础模式。

3.2控制投入成本

安全性以及经济性这两大问题在土木工程招标初期就应该被纳入优先考虑之列，并且从对于招标项目的选择到对工程的结构设计都必须优先考虑这两个方面。值得注意的是，企业在对土木工程进行招标的过程中决不允许有任何弄虚作假的情况发生。在进行结构设计时要在不影响工程整体安全性以及工程质量的前提之下尽可能地控制成本的投入。例如，在选取施工方案时，在不影响工程质量的前提下尽量选择投入成本较小的方案。除此之外，在进行建筑材料的采购时应进行多样本的对比，综合分析不同材料质之间的差异。以便尽可能地选取性价比最高的施工材料，以求最大限度地减少总的资本投入，提高工程的经济性。

3.3设计内容更加合理

以往的建筑结构设计而言，图纸的应用价值较高，同时在图纸设计方面其主要的工作量都是以修改为主，在修改之后出现各类问题的可能性也比较多，例如有可能在修改之后结构本身存在不安全特性，也有可能在修改后方案无法施工落实，所以结构设计中设计工作量相对较大。土木工程的建筑结构本身的特点在于稳定性和安全性，假设这一层面上的设计不完善，便会形成严重的安全性隐患，这也就要求土木工程的结构必须保持较高的整体安全性，想要实现这一目标，就需要在场地、建筑结构等多个方面进行深入性的分析，场地本身的实际情况也会间接影响建筑结构的设计效果，所以合理应用地理信息系统可以确保采集信息的合理性，促使结构设计中各个信息因素的合理掌握，从而提高图纸设计准确性。

3.4促进部门沟通

由于土木工程结构设计的内容比较庞杂，不单单是施工一方面，还有很多辅助性的工作，所以在设计中，应该从各方面考虑，做到不偏不倚。多与各部门进行沟通和交流，从而掌握更全面的材料和信息，使结构设计更加合理和科学，在设计中出现的一些问题，信息的有效流动也能够及时协商解决，提高了结构设计的经济性。另外，加强紧密联系，能够保证工程进度，起到降低成本的作用，还有一点，在进行设计时，多方面交流能够集思广益，不仅提高了结构设计的经济性，还能够让建筑显示出艺术性和人文气息，增加美感。

结语

总而言之，安全性以及经济性是工程设计人员进行具体工作时需要优先考虑的两大因素，同时设计专业人员要积极提升专业素质，通过及时更新理论思想来加强对结构设计的优化。只有科学合理的结构设计才能有效保障工程的质量，并且在不影响施工质量的前提下有效提高工程的安全性，为工程创下更大的经济效益。

参考文献:

[1]余添朋.提高土木工程结构设计中的安全性及经济性的方法分析[J].江西建材,2016(14):9~10.

[2]乔栋.土木工程结构设计中安全性与经济性分析[J].现代工业经济和信息化,2016,6(14):21~22.

[3]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.