喬棟

（山西大同大學(xué)，山西大同037003）

工程技術(shù)

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中安全性與經(jīng)濟(jì)性分析

喬棟

（山西大同大學(xué)，山西大同037003）

對土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系進(jìn)行論述，對提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性與經(jīng)濟(jì)性措施進(jìn)行分析，以期提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量，促進(jìn)土木工程綜合效益。

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

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

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要任務(wù)在于確保工程結(jié)構(gòu)能夠符合使用需求并具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性與安全性。目前土木工程的經(jīng)濟(jì)性位置逐步凸顯，所以有效平衡土木工程結(jié)構(gòu)的安全性與經(jīng)濟(jì)性是當(dāng)今社會對土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的必然要求。這就需要在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，正確衡量結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性與安全性，制定出合理的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，選用最佳工藝技術(shù)，并采取合理的經(jīng)濟(jì)管理措施，以促使土木工程結(jié)構(gòu)的安全性與經(jīng)濟(jì)性能夠有效協(xié)調(diào)，從而確保土木工程質(zhì)量過硬，經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)［1］。

2 提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性的策略

2.1 積極完善有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

近年來，隨著工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國土木工程結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)得到了規(guī)范，但是要想確保土木工程結(jié)構(gòu)的安全性，仍需積極完善有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范并嚴(yán)格執(zhí)行，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上避免出現(xiàn)工程安全問題，以保證土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性。首先，國家相關(guān)部門應(yīng)積極制定、完善和土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，從而讓結(jié)構(gòu)設(shè)計得以有序、規(guī)范的進(jìn)行。其次，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需認(rèn)真學(xué)習(xí)并嚴(yán)格執(zhí)行國家和行業(yè)發(fā)布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，以保證設(shè)計的土木工程結(jié)構(gòu)具有良好的穩(wěn)定性與安全性［2］。

2.2 做好設(shè)計文件說明工作

結(jié)合實(shí)踐來看，要想切實(shí)有效地提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性，做好設(shè)計文件說明工作必不可少。這是因為借助于設(shè)計文件說明工作不但可以使得施工人員能夠準(zhǔn)確掌握土木工程設(shè)計意圖，并且有助于他們嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計文件開展各項施工操作，從而提高安全性。對此，建設(shè)單位首先應(yīng)當(dāng)組織全體施工人員說明設(shè)計文件，隨后準(zhǔn)確將文件中相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行闡述。需要特別注意的是，在進(jìn)行設(shè)計文件說明工作中，建設(shè)單位針對較為復(fù)雜的設(shè)計時應(yīng)將主要設(shè)計思路、施工方法以及要求等詳細(xì)地說明給施工人員，最大程度地確保土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性達(dá)到預(yù)期［3］。

2.3 完善土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計工作

2.3.1 科學(xué)設(shè)計轉(zhuǎn)換層

在土木工程結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)換層是一個極為重要的承載結(jié)構(gòu)，通過科學(xué)設(shè)計轉(zhuǎn)換層能夠有效提升整體工程結(jié)構(gòu)的承載能力，從而降低上層結(jié)構(gòu)對下層結(jié)構(gòu)或是地基的強(qiáng)大作用力。所以，在設(shè)計轉(zhuǎn)換層時，應(yīng)當(dāng)選擇高性能的混凝土，并采用內(nèi)部振搗器轉(zhuǎn)換成混凝土澆筑，確保混凝土強(qiáng)度達(dá)到結(jié)構(gòu)承載力的標(biāo)準(zhǔn)［4］。

2.3.2 合理設(shè)計內(nèi)力組合

由于土木工程結(jié)構(gòu)的內(nèi)里組合與整體結(jié)構(gòu)的抗震性能息息相關(guān)，因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須對內(nèi)里組合進(jìn)行合理設(shè)計，以確保工程結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能。在選擇材料時，應(yīng)當(dāng)選用具有良好抗震性能的建筑材料，并確保所選用材料強(qiáng)度符合工程結(jié)構(gòu)抗震需求。此外，還應(yīng)結(jié)合偏壓柱、受彎梁、受剪及構(gòu)件承載力等情況來合理調(diào)整系數(shù)，以提升整體工程結(jié)構(gòu)的抗震能力。

2.3.3 加強(qiáng)結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計

根據(jù)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計研究發(fā)現(xiàn)，目前許多設(shè)計人員在結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計中更多關(guān)注的是不同荷載作用情況，而沒有考慮到環(huán)境因素所具有的影響，這就極易導(dǎo)致土木工程中混凝土、鋼筋等被腐蝕，不但導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性無法實(shí)現(xiàn)，更會造成土木工程存在重大安全隱患。對此，可以通過兩方面措施做好此項工作：首先，規(guī)范設(shè)計人員設(shè)計工作，要求他們嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)要求開展土木工程結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計；其次，加強(qiáng)審核，在設(shè)計人員提交設(shè)計后，建設(shè)單位應(yīng)組織專家進(jìn)行嚴(yán)格審核，一旦發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)要求設(shè)計人員修改，直至審核通過為止，從而最大程度地保障土木工程結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計達(dá)到相關(guān)要求［5］。

2.3.4 科學(xué)設(shè)計地基結(jié)構(gòu)

地基是土木工程的基石，結(jié)構(gòu)質(zhì)量優(yōu)劣直接關(guān)系著整體工程結(jié)構(gòu)的安全性能，因此做好地基結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作不容忽視。在設(shè)計地基結(jié)構(gòu)時，應(yīng)當(dāng)全面了解地基所在區(qū)域的地質(zhì)條件、土層情況、溫度、水位等情況，并對土木工程使用功能以及周圍建筑物的地下設(shè)施位置、標(biāo)高等內(nèi)容進(jìn)行全面考慮，以確保工程地基的安全與穩(wěn)固［6］。

3 提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)濟(jì)性的策略

3.1 綜合評估設(shè)計方案

設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)在設(shè)計前采取一定的經(jīng)濟(jì)性限制控制措施，并以相關(guān)設(shè)計部門設(shè)計出的報價來作為工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，以最大限度降低成本。其次，還應(yīng)對結(jié)構(gòu)設(shè)計的各個階段進(jìn)行圖紙規(guī)劃，避免無效工程量的出現(xiàn)。再者，應(yīng)對結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)施工進(jìn)行優(yōu)化，避免出現(xiàn)反復(fù)施工、返工的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致成本增加。最后，還應(yīng)對工程結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行預(yù)算管理，統(tǒng)一管理設(shè)計過程中所需要的建筑材料，并形成一個明確的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)控制系統(tǒng)。

3.2 做好多參數(shù)設(shè)計安全累積問題控制工作

受諸多因素影響，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中常常產(chǎn)生多參數(shù)設(shè)計安全累積問題，譬如在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中往往需要考慮到成本、安全等參數(shù)，這就造成多參數(shù)設(shè)計安全累積問題，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)濟(jì)性大大降低。因而要想切實(shí)有效地提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)濟(jì)性，這就必須做好多參數(shù)設(shè)計安全累積控制工作。建設(shè)單位在選擇土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計方案時應(yīng)評估不同參數(shù)變化所造成的經(jīng)濟(jì)性影響，隨后對主要參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，從而最大程度地提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)濟(jì)性。

3.3 做好與相關(guān)部門的協(xié)調(diào)與溝通

由于土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計涉及內(nèi)容眾多，不單單指施工方面的問題，通常還涉及到許多輔助性工作與資料，因此在設(shè)計過程中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)與各部門的溝通與協(xié)調(diào)，以便于獲得更為全面、有效的信息與資料，為結(jié)構(gòu)設(shè)計提供更多可靠性的參考，從而有利于結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)濟(jì)性的提高。此外，加強(qiáng)與相關(guān)部門的溝通與協(xié)調(diào)還有利于結(jié)構(gòu)設(shè)計以及工程進(jìn)度的按時完成，并起到控制生產(chǎn)成本的作用。

3 結(jié)語

在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)在確保結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性的基礎(chǔ)上合理控制工程結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性，始終堅持“安全第一”的原則，以安全來促進(jìn)工程的發(fā)展，確保工程設(shè)計以及建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性，做到二者的相互平衡與協(xié)調(diào)，從實(shí)現(xiàn)土木工程結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定、持久耐用以及效益最優(yōu)。

［1］薛揚(yáng)欣.土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計安全問題分析及策略研究［J］.華東科技:學(xué)術(shù)版，2012（16）：28-30.

［2］李凱.基于安全性、經(jīng)濟(jì)價值前提下的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計［J］.中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013（20）：57-59.

［3］余添朋.提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的安全性及經(jīng)濟(jì)性的方法分析［J］.江西建材，2016（14）：31-35.

［4］屈生軍.安全性與經(jīng)濟(jì)性在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用［J］.城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（6）：21-22.

［5］楊曉峰.如何保障土木工程設(shè)計工作的安全性與經(jīng)濟(jì)性［J］.山西建筑，2014（29）：83-85.

［6］梁倩，林紅利，許龍.淺談土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中實(shí)現(xiàn)安全性與經(jīng)濟(jì)性措施［J］.四川水泥，2015（5）：29-31.

（編輯：賈娟）

Safety and Economy of RC Structures Design

Qiao Dong
（Datong University，Datong Shanxi 037003）

To civil engineering structure design，the essay discusses the relationship of security and the economy，on how to improve the safety of civil engineering structure design and economical measures were analyzed，and in order to improve the quality of civil engineering structure design，promote civil engineering comprehensive benefit.

civil engineering；structure；safety；economy；analysis

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.14.09

TU318

A

2095-0748（2016）14-0021-02

2016-06-06

大同大學(xué)教學(xué)改革項目，項目名稱：《材料力學(xué)》基本原理在土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計教學(xué)中的研究與應(yīng)用，項目編號：XJG2015105

喬棟（1981—），男，山西大同人，碩士，工程力學(xué)專業(yè)，現(xiàn)在山西大同大學(xué)任教。