喬 棟

(山西大同大學(xué) 山西省大同市 037003)

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

喬 棟

(山西大同大學(xué) 山西省大同市 037003)

近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人民生活水平的提高，土木工程結(jié)構(gòu)的安全性與經(jīng)濟(jì)性的地位逐步凸顯，如何通過設(shè)計(jì)土木工程結(jié)構(gòu)以提高工程質(zhì)量，降低建設(shè)成本成為了當(dāng)前土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的重要課題。為此，本文將對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系進(jìn)行論述，對(duì)如何提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性與經(jīng)濟(jì)性措施進(jìn)行分析，希望能為提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量，促進(jìn)土木工程綜合效益的提高貢獻(xiàn)一份綿薄之力。

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

一、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

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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。然而在社會(huì)經(jīng)濟(jì)塊狀增長(zhǎng)的今天，土木工程的經(jīng)濟(jì)性的位置也逐步凸顯，所以，有效平衡土木工程結(jié)構(gòu)的安全性與經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行設(shè)計(jì)是當(dāng)今社會(huì)對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必然要求。這就需要在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，正確衡量結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性與安全性，科學(xué)制定出合理的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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)配合，從而確保土木工程質(zhì)量過硬以及經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)。

二、提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的策略

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(jì)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(jì)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(jì)的安全性以及土木工程的安全與穩(wěn)固。首先，國家相關(guān)部門應(yīng)積極制定與完善和土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，從而讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得以有序、規(guī)范的進(jìn)行。其次，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)的土木工程結(jié)構(gòu)具有良好的穩(wěn)定性與安全性。

2.做好設(shè)計(jì)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(jì)安全性，做好設(shè)計(jì)文件說明工作必不可少。這是因?yàn)榻柚谠O(shè)計(jì)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(jì)意圖，并且有助于他們嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)文件開展各項(xiàng)施工操作，從而達(dá)到提高安全性之目的。對(duì)此，建設(shè)單位首先應(yīng)當(dāng)組織全體施工人員進(jìn)行設(shè)計(jì)文件說明工作，隨后準(zhǔn)確將文件中相關(guān)內(nèi)容闡述給他們。需要特別注意的是，在進(jìn)行設(shè)計(jì)文件說明工作中，建設(shè)單位針對(duì)較為復(fù)雜的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將主任設(shè)計(jì)思路、施工方法以及要求等詳細(xì)地說明給施工人員，如此一來方能最大程度地確保土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性達(dá)到預(yù)期。

3.完善土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作

3.1 科學(xué)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換層的

在土木工程結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)換層是一個(gè)極為重要的承載結(jié)構(gòu)，通過科學(xué)設(shè)計(jì)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(duì)下層結(jié)構(gòu)或是地基的強(qiáng)大作用力。所以，在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換層時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇高性能的混凝土，并采用內(nèi)部振搗器進(jìn)行轉(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)。

3.2 合理設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)，必須對(duì)內(nèi)里組合進(jìn)行合理設(shè)計(jì)以確保工程結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能。在選擇材料時(shí)，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。

3.3 加強(qiáng)結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)

根據(jù)筆者對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究發(fā)現(xiàn)，目前許多設(shè)計(jì)人員在其結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)中更多關(guān)注的是不同荷載作用情況下，而沒有考慮到環(huán)境因素所具有的影響，這就極易導(dǎo)致土木工程諸如混凝土、鋼筋等因此被腐蝕，如此一來不但導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性目的無法實(shí)現(xiàn)，同時(shí)更會(huì)造成土木工程存在重大安全隱患，因而這就要求建設(shè)單位筆者做好其結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)。對(duì)此，筆者認(rèn)為可以通過兩方面措施做好此項(xiàng)工作：首先，規(guī)范設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)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(jì)。其次，加強(qiáng)審核，在設(shè)計(jì)人員提交設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)達(dá)到相關(guān)要求。

3.4 科學(xué)設(shè)計(jì)地基結(jié)構(gòu)

地基是土木工程的基石，做其結(jié)構(gòu)質(zhì)量?jī)?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(jì)工作不容忽視。在設(shè)計(jì)地基結(jié)構(gòu)時(shí)，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(duì)土木工程使用功能以及周圍建筑物的低下設(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。

三、提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性的策略

1.綜合評(píng)估設(shè)計(jì)方案

在設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)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(jì)部門設(shè)計(jì)出的報(bào)價(jià)來作為工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，以最大限度降低成本。其次，還應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各個(gè)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(duì)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)象而導(dǎo)致成本增加。最后，還應(yīng)對(duì)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行預(yù)算管理，統(tǒng)一管理設(shè)計(jì)過程中所需要的建筑材料，并形成一個(gè)明確的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)控制系統(tǒng)。

2.做好多參數(shù)設(shè)計(jì)安全累積問題控制工作

受諸多因素所影響，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常常產(chǎn)生多參數(shù)設(shè)計(jì)安全累積問題，譬如在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)安全累積問題，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性因此而大大降低。因而要想切實(shí)有效地提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性，這就要求我們必須做好多參數(shù)設(shè)計(jì)安全累積問題控制工作。為此，筆者認(rèn)為建設(shè)單位在選擇土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)評(píng)估不同參數(shù)變化所造成經(jīng)濟(jì)性的影響，隨后通過對(duì)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(jì)經(jīng)濟(jì)性。

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(jì)涉及內(nèi)容眾多，其不單單指的是施工方面的問題，而且通常還設(shè)計(jì)到了許多輔助性工作與資料，因此在設(shè)計(jì)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(jì)提供更多可靠性的參考，從而有利于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)以及工程進(jìn)度的按時(shí)完成，并起到控制生產(chǎn)成本的作用。

四、結(jié)束語

總而言之，在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jiān)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(jì)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)。

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1007-6344（2016）08-0093-01

喬棟，男，1981.10，山西大同人，碩士研究生，工程力學(xué)專業(yè)，現(xiàn)在大同大學(xué)任教

大同大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目，項(xiàng)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(jì)教學(xué)中的研究與應(yīng)用，項(xiàng)目編號(hào)：XJG2015105；