段改霞

摘 要：近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生產(chǎn)生活的需要，土木工程項(xiàng)目的數(shù)量越來(lái)越多，與此同時(shí)發(fā)生的工程事故也日益增加，各種工程大樓、公路橋梁事故屢見不鮮，這樣的工程不僅浪費(fèi)了國(guó)家大量的人力、物力、財(cái)力、更給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅，在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先要確保工程結(jié)構(gòu)的安全性。同時(shí)為了獲得更大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，還應(yīng)充分考慮土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。本文主要對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的安全性與經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：土木工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；安全性；經(jīng)濟(jì)性

中圖分類號(hào)： TB482文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

對(duì)土木工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，涉及到安全問(wèn)題和經(jīng)濟(jì)成本的問(wèn)題，也是兩個(gè)最核心的問(wèn)題。一方面由于設(shè)計(jì)或施工管理不善的問(wèn)題發(fā)生了很多事故，例如橋梁的坍塌、地鐵的下陷、樓盤的倒塌等造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題向土木工程行業(yè)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，工程質(zhì)量的終身制雖然有效地提高行業(yè)的整體質(zhì)量，但是由于設(shè)計(jì)者的作品缺乏人文性和當(dāng)代性，在責(zé)任的沖擊下，影響著建筑結(jié)構(gòu)的安全。另一方面在當(dāng)前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，如果一味的追求工程結(jié)構(gòu)的安全性和各項(xiàng)使用性能，將會(huì)無(wú)限制的增加工程投入的成本，導(dǎo)致工程項(xiàng)目的盈利能力不斷下降，這些都不利于建設(shè)企業(yè)和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展，因此需要將兩者結(jié)合起來(lái)考慮，在保證安全的基礎(chǔ)上達(dá)到成本最小化經(jīng)濟(jì)利益最大化的目的。

一、當(dāng)前土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問(wèn)題概述

1、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系

實(shí)際施工中，沒(méi)有經(jīng)濟(jì)性約束的設(shè)計(jì)會(huì)造成結(jié)果與投資間的差距增加，提高安全性就會(huì)增加成本投入。由此可見安全性與經(jīng)濟(jì)性是相互矛盾的兩個(gè)主題。例如，材料質(zhì)量是安全性的體現(xiàn)，而安全性的增加也是通過(guò)提高材料質(zhì)量實(shí)現(xiàn)的。綜合經(jīng)濟(jì)要求，設(shè)計(jì)者需要對(duì)材料的性價(jià)比來(lái)進(jìn)行考量，衡量經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)就是建筑的強(qiáng)度和成本的比較。在這樣的要求下，經(jīng)濟(jì)性與安全性成為了平衡結(jié)構(gòu)的重要依據(jù)。

2、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題分析

（1）工程設(shè)計(jì)的整體牢固性不夠。整體的牢固性是建筑質(zhì)量的生命線，即使在使用過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)局部的質(zhì)量問(wèn)題也不影響建筑物的安全性，因?yàn)椴粫?huì)出現(xiàn)大面積的坍塌，不至于造成嚴(yán)重的生命財(cái)產(chǎn)安全。土木工程的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一定有自己的冗余度和良好的延展性，這是關(guān)系到建筑物整體牢固性的問(wèn)題，良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以應(yīng)付各種自然災(zāi)害和各種人為失誤造成的后果。

（2）抗震能力因素的設(shè)計(jì)偏小，在一般的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的重柱的橫截面積不夠大，雖然減低了工程的成本但是容易在外來(lái)的壓力下受損、開裂等，不僅影響了使用年限，也威脅著建筑安全，經(jīng)受不住自然災(zāi)害的洗禮。

（3）土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性安全性差。我國(guó)氣候環(huán)境不同，要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也應(yīng)不同，我國(guó)面積廣大，氣候條件不一，如何根據(jù)氣候條件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在相關(guān)的法律上也沒(méi)有明確的規(guī)定，缺乏規(guī)范性。我國(guó)土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與規(guī)范，把土建結(jié)構(gòu)工程耐久性的重點(diǎn)放在各種荷載作用下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求上，而對(duì)環(huán)境因素的作用的要求則相對(duì)考慮的比較少或者基本不考慮。而混凝土結(jié)構(gòu)因剛進(jìn)的銹蝕導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全事故降低了土建結(jié)構(gòu)的使用壽命的問(wèn)題十分普遍，不僅設(shè)計(jì)單位忽視了其嚴(yán)重性，使用者也沒(méi)有足夠的認(rèn)識(shí)，其嚴(yán)重程度已經(jīng)大過(guò)因結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力安全水準(zhǔn)設(shè)置偏低所帶來(lái)的危害。

（4）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范低于國(guó)外水平，從結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的整體性研究，安全涉及到很多方面的因素。建筑結(jié)構(gòu)的最大承載力、牢固性、耐久性等都影響著結(jié)構(gòu)的安全。

二、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性如何提高

1、在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先行業(yè)內(nèi)的設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇資質(zhì)高經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)單位作為設(shè)計(jì)主體，這樣的設(shè)計(jì)企業(yè)往往具備豐富的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的設(shè)計(jì)設(shè)備。同時(shí)專業(yè)人員的素質(zhì)也相對(duì)較高。因此在設(shè)計(jì)中可以很好的提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，可為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性提供保障。

2、注重對(duì)設(shè)計(jì)文件的說(shuō)明。設(shè)計(jì)文件的細(xì)節(jié)說(shuō)明是施工人員進(jìn)行施工操作的重要提示內(nèi)容，因?yàn)槭┕と藛T的素質(zhì)差異較大，設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)注重對(duì)這些說(shuō)明的表述質(zhì)量，既簡(jiǎn)單又準(zhǔn)確，尤其是在較為復(fù)雜上的設(shè)計(jì)中更應(yīng)當(dāng)對(duì)每一環(huán)節(jié)具體設(shè)計(jì)思路和操作方法加以說(shuō)明，以此來(lái)保證在施工中結(jié)構(gòu)的安全性與設(shè)計(jì)的安全預(yù)期方向一致。

3、在設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)對(duì)相應(yīng)的設(shè)計(jì)理論進(jìn)行完善和提高，即對(duì)一些概念性的設(shè)計(jì)做比較深入的了解，并保持設(shè)計(jì)思路清晰，當(dāng)前概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)成為了保證結(jié)構(gòu)安全性的主要設(shè)計(jì)思想。例如對(duì)材料進(jìn)行選擇時(shí)，進(jìn)行全面的安全性評(píng)價(jià)，同時(shí)利用精確地計(jì)算對(duì)概念設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)算，以獲得較為穩(wěn)妥的結(jié)構(gòu)模式，提高建筑的安全性。

4、在設(shè)計(jì)中做到全面準(zhǔn)確。應(yīng)當(dāng)利用科學(xué)化、系統(tǒng)化的管理對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目進(jìn)行細(xì)化，將設(shè)計(jì)的項(xiàng)目和內(nèi)容進(jìn)行細(xì)致劃分，對(duì)項(xiàng)目的子項(xiàng)目進(jìn)行完善和審核，這是為了避免在設(shè)計(jì)中對(duì)某個(gè)項(xiàng)目或參數(shù)漏算而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的安全性下降所采取的有效手段，所以在設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行細(xì)致而嚴(yán)格的管理、監(jiān)督、審核、確保設(shè)計(jì)項(xiàng)目完整準(zhǔn)確。

5、嚴(yán)格控制設(shè)計(jì)變更，工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，在設(shè)計(jì)之間相互銜接，每個(gè)結(jié)構(gòu)之間都有必然的相互關(guān)聯(lián)。某個(gè)結(jié)構(gòu)因?yàn)槭┕l件限制而需要改變，不止是此結(jié)構(gòu)的施工工藝和安全性能會(huì)發(fā)生改變，更會(huì)影響到與之相關(guān)的結(jié)構(gòu)性能的變化。所以保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性時(shí)，應(yīng)對(duì)施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題認(rèn)真分析，采取多個(gè)思路，盡量提供柔性設(shè)計(jì)，適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的施工條件，既要減少變更也要適應(yīng)某些變更，將影響范圍控制在最小。

6、加強(qiáng)過(guò)程監(jiān)管發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)修改，設(shè)計(jì)文件審核實(shí)施后，設(shè)計(jì)單位與施工單位要保持聯(lián)系，及時(shí)糾正施工人員的理解偏差，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題要及時(shí)核對(duì)設(shè)計(jì)，對(duì)于施工人員提出的建議要給予足夠的重視。

三、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性如何提高

1、在保證經(jīng)濟(jì)性方面可以利用投招標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)方案、造價(jià)等綜合性的評(píng)估和選擇，即在項(xiàng)目設(shè)計(jì)前就對(duì)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行一定限度的控制，利用專業(yè)的設(shè)計(jì)單位所提出的設(shè)計(jì)報(bào)價(jià)形成一個(gè)清晰的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，以此降低成本的浪費(fèi)。

2、在施工中應(yīng)協(xié)調(diào)好各個(gè)相關(guān)部門的關(guān)系，以獲取更多準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料，以此降低成本。土木工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及到的不僅僅是單純地施工問(wèn)題，還需要大量的輔助性資料和工作。例如地址勘察的資料和數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)等，因此設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)再設(shè)計(jì)中與多個(gè)相關(guān)部門進(jìn)行合作，利用全面的資料和數(shù)據(jù)來(lái)輔助提高設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。因?yàn)榄h(huán)境氣候、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等因素將對(duì)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和安全需求產(chǎn)生一定的影響，也會(huì)影響到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。

3、在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)設(shè)計(jì)人員采用靈活的設(shè)計(jì)思路和方法，不要一味的利用標(biāo)準(zhǔn)圖進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用標(biāo)準(zhǔn)圖雖然可以降低設(shè)計(jì)工作量，加快結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的進(jìn)度。也可以相對(duì)減少設(shè)計(jì)失誤率，但此種設(shè)計(jì)方式往往不利于降低工程結(jié)構(gòu)造價(jià)，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)圖設(shè)計(jì)是按照相應(yīng)的安全規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)圖形選擇，而高標(biāo)準(zhǔn)意味著高成本，因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的能力在設(shè)計(jì)中利用合理的結(jié)構(gòu)方式既能保證安全又能降低成本。

4、設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)控制多個(gè)參數(shù)設(shè)計(jì)的問(wèn)題，如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)涉及到較多成本和安全因素，像材料、面積、截面形狀、鋼筋數(shù)量等，這些參數(shù)的設(shè)計(jì)都將影響結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。在設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)進(jìn)行多種設(shè)計(jì)方案的評(píng)估與選擇，即通過(guò)參數(shù)的變化和選擇進(jìn)行綜合衡量，盡量用主要參數(shù)控制經(jīng)濟(jì)性和安全性的協(xié)調(diào)。

結(jié)束語(yǔ)：

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑安全性和經(jīng)濟(jì)性的根本保證，在進(jìn)行建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，堅(jiān)持安全第一的原則，以安全促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展，保證建筑設(shè)計(jì)和施工的經(jīng)濟(jì)性，以建筑物的安全性為基礎(chǔ)前提，節(jié)省成本，減輕企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，將二者有效結(jié)合起來(lái)。利用科學(xué)的管理和設(shè)計(jì)方式才能使得安全性和經(jīng)濟(jì)型的和諧統(tǒng)一。同時(shí)也應(yīng)提高設(shè)計(jì)人員的專業(yè)知識(shí)和能力，遵守安全設(shè)計(jì)規(guī)范，提高其鑒別質(zhì)量安全的能力，積累豐富的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，以確保每一個(gè)建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的安全，切實(shí)保障人民生活質(zhì)量的進(jìn)一步提高。

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