汪亮婷 陳禮鵬

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性和經(jīng)濟性是設(shè)計的核心要求。在市場經(jīng)濟環(huán)境下，追求結(jié)構(gòu)性能的安全性，必然會導(dǎo)致成本消耗的不可抑制地擴大，從而導(dǎo)致項目盈利能力的下降，明顯不利于企業(yè)和市場的發(fā)展，相反只追求經(jīng)濟性不顧安全也是不可取的。因此，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)做到安全和經(jīng)濟的和諧統(tǒng)一。

一、土木工程中安全與經(jīng)濟性的協(xié)調(diào)

對于土木工程結(jié)構(gòu)，其設(shè)計目標是對建筑的安全負責(zé)，即保證建筑主體滿足使用要求和安全要求。然而，隨著經(jīng)濟發(fā)展的需要，建筑經(jīng)濟在土木工程中也占有重要的地位。因此，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計必須綜合評價其安全性和經(jīng)濟性，并以平衡兩者為目標進行設(shè)計和實施，這種設(shè)計要求是市場經(jīng)濟發(fā)展對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的必然要求。

從實際工程經(jīng)驗來看，無經(jīng)濟約束的設(shè)計將導(dǎo)致設(shè)計結(jié)果與投資約束之間的差距增大。例如，混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計是為了保證結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性，所以它們是按照規(guī)范進行設(shè)計和計算的。然而，從設(shè)計和施工的角度來看，結(jié)構(gòu)安全性的提高往往會增加成本投入，即安全性和經(jīng)濟性是相互矛盾的。設(shè)計人員應(yīng)考慮材料的性價比，以滿足綜合經(jīng)濟的要求。衡量經(jīng)濟性的重要指標是建筑物強度和造價的比較，經(jīng)濟與安全成為平衡結(jié)構(gòu)的重要基礎(chǔ)，在實際運行中應(yīng)予以協(xié)調(diào)。

二、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計安全與經(jīng)濟性協(xié)調(diào)措施

（一）對安全性的保證

首先，在設(shè)計過程中，要優(yōu)先考慮行業(yè)中優(yōu)秀的設(shè)計單位。選擇高素質(zhì)、經(jīng)驗豐富的設(shè)計單位作為設(shè)計主體。此類設(shè)計企業(yè)往往經(jīng)驗豐富，設(shè)計設(shè)備先進，而專業(yè)人員素質(zhì)較高，因此在設(shè)計中可以提高設(shè)計質(zhì)量，成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全保障。

其次，在設(shè)計中應(yīng)完善和完善相應(yīng)的設(shè)計理論，即對某些概念設(shè)計要有透徹的理解，設(shè)計思想要清晰。目前，概念結(jié)構(gòu)設(shè)計已成為保證結(jié)構(gòu)安全的主要設(shè)計思想。例如，在材料的選擇上，進行了全面的安全性評價，并通過精確的計算對概念設(shè)計進行了核對，以獲得最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)模式，提高建筑的整體安全性。

第三，在設(shè)計上要全面、準確。在設(shè)計中，要運用科學(xué)、系統(tǒng)的管理，細化整個結(jié)構(gòu)設(shè)計項目，認真劃分設(shè)計項目和內(nèi)容，逐一完善和審查子項目，確保設(shè)計中不遺漏任何項目和計算內(nèi)容。設(shè)計事故多是由于設(shè)計中遺漏了某個工程或參數(shù)，導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)的安全性降低。因此，在設(shè)計過程中，應(yīng)認真、嚴格地對整個過程進行管理、監(jiān)控和審核，確保設(shè)計項目的完整性和準確性。

最后，在施工過程中應(yīng)嚴格控制設(shè)計變更。工程結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項系統(tǒng)工程，其設(shè)計是相互聯(lián)系的。也就是說，每一個結(jié)構(gòu)都有一個必然的關(guān)聯(lián)，也就是說，它影響著整個身體。由于施工條件的限制，結(jié)構(gòu)的一個點需要改變。它不僅對該結(jié)構(gòu)的施工工藝和性能有影響，而且對與之相關(guān)的結(jié)構(gòu)性能也有影響。因此，為保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全，對施工中可能出現(xiàn)的問題，應(yīng)制定方案，即設(shè)計應(yīng)采用多方案的思想，盡可能提供設(shè)計的靈活性，盡可能適應(yīng)施工條件，減少變化，適應(yīng)一定的變化，并控制范圍。

（二）結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性提高

首先，在經(jīng)濟保證方面，可以通過投標對設(shè)計方案和成本進行綜合評價和選擇。也就是說，在項目設(shè)計之前，我們可以在一定程度上控制經(jīng)濟，并利用專業(yè)設(shè)計單位提出的設(shè)計報價形成明確的經(jīng)濟指標，以降低成本和浪費。

其次，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)鼓勵設(shè)計人員采用靈活的設(shè)計思想和方法，如：不要盲目使用標準圖紙進行設(shè)計。當(dāng)然，使用標準圖紙可以大大減少設(shè)計工作量和時間，加快結(jié)構(gòu)設(shè)計進度，也可以相對降低設(shè)計誤差率。然而，這種設(shè)計方法往往不利于降低工程結(jié)構(gòu)的成本，因為標準圖紙的設(shè)計是根據(jù)相應(yīng)的安全標準進行標準圖形的選擇，高標準意味著高成本。因此，在設(shè)計中應(yīng)充分發(fā)揮設(shè)計人員的安全保障能力，采用合理的結(jié)構(gòu)方法降低成本，這是結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心要求。

第三，設(shè)計中應(yīng)控制多參數(shù)設(shè)計的安全積累。例如，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中涉及到材料、截面形狀、面積、數(shù)量和鋼筋布置等諸多成本和安全因素。這些參數(shù)的設(shè)計將影響結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟性。同一荷載下不同參數(shù)的選擇直接導(dǎo)致設(shè)計結(jié)果的不一致。因此，在設(shè)計中應(yīng)進行各種設(shè)計方案的評價和選擇，即通過參數(shù)的變化和選擇進行綜合計量，并盡量控制經(jīng)濟與安全與主要參數(shù)的協(xié)調(diào)。

最后，為了得到更準確的信息和幫助，在施工中應(yīng)協(xié)調(diào)相關(guān)部門之間的關(guān)系，以降低成本。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅涉及到簡單的施工問題，而且涉及到大量的輔助信息和工作。如：地質(zhì)勘探資料及資料、檢驗檢測資料等。為此，在設(shè)計中應(yīng)與多個相關(guān)部門合作，利用綜合信息和數(shù)據(jù)，提高設(shè)計的經(jīng)濟性。由于環(huán)境氣候、地質(zhì)構(gòu)造等因素會直接影響設(shè)計標準和安全要求，因此也會影響結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性。

三、結(jié)語

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計是保證建筑物安全和使用效果的基礎(chǔ)，也是工程造價最高的系統(tǒng)。因此，工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計管理和控制必須首先保證其安全性，為了獲得效益和謀求發(fā)展，結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性也是設(shè)計成功的必要條件。所以，將兩者結(jié)合，運用科學(xué)的管理和設(shè)計方法，實現(xiàn)安全與經(jīng)濟的和諧統(tǒng)一，將是土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的主導(dǎo)思想。（作者單位：江西工程學(xué)院）