土木工程結構設計中安全性與經濟性分析

喬棟

（山西大同大學，山西大同037003）

工程技術

土木工程結構設計中安全性與經濟性分析

喬棟

（山西大同大學，山西大同037003）

對土木工程結構設計安全性與經濟性的關系進行論述，對提高土木工程結構設計的安全性與經濟性措施進行分析，以期提高土木工程結構設計質量，促進土木工程綜合效益。

土木工程；結構設計；安全性；經濟性

1 土木工程結構設計安全性與經濟性的關系

土木工程結構設計的主要任務在于確保工程結構能夠符合使用需求并具有較強的穩定性與安全性。目前土木工程的經濟性位置逐步凸顯，所以有效平衡土木工程結構的安全性與經濟性是當今社會對土木工程結構設計的必然要求。這就需要在進行結構設計時，正確衡量結構設計的經濟性與安全性，制定出合理的土木工程結構設計方案，選用最佳工藝技術，并采取合理的經濟管理措施，以促使土木工程結構的安全性與經濟性能夠有效協調，從而確保土木工程質量過硬，經濟效益最優［1］。

2 提高土木工程結構設計安全性的策略

2.1 積極完善有關標準規范

近年來，隨著工藝技術的不斷進步，我國土木工程結構安全性設計的相關標準得到了規范，但是要想確保土木工程結構的安全性，仍需積極完善有關標準規范并嚴格執行，在結構設計上避免出現工程安全問題，以保證土木工程結構設計的安全性。首先，國家相關部門應積極制定、完善和土木工程結構設計相關的標準與規范，從而讓結構設計得以有序、規范的進行。其次，土木工程結構設計人員需認真學習并嚴格執行國家和行業發布的相關標準與規范，以保證設計的土木工程結構具有良好的穩定性與安全性［2］。

2.2 做好設計文件說明工作

結合實踐來看，要想切實有效地提高土木工程結構設計安全性，做好設計文件說明工作必不可少。這是因為借助于設計文件說明工作不但可以使得施工人員能夠準確掌握土木工程設計意圖，并且有助于他們嚴格依據設計文件開展各項施工操作，從而提高安全性。對此，建設單位首先應當組織全體施工人員說明設計文件，隨后準確將文件中相關內容進行闡述。需要特別注意的是，在進行設計文件說明工作中，建設單位針對較為復雜的設計時應將主要設計思路、施工方法以及要求等詳細地說明給施工人員，最大程度地確保土木工程結構設計安全性達到預期［3］。

2.3 完善土木工程結構設計工作

2.3.1 科學設計轉換層

在土木工程結構中，轉換層是一個極為重要的承載結構，通過科學設計轉換層能夠有效提升整體工程結構的承載能力，從而降低上層結構對下層結構或是地基的強大作用力。所以，在設計轉換層時，應當選擇高性能的混凝土，并采用內部振搗器轉換成混凝土澆筑，確保混凝土強度達到結構承載力的標準［4］。

2.3.2 合理設計內力組合

由于土木工程結構的內里組合與整體結構的抗震性能息息相關，因此在進行結構設計時，必須對內里組合進行合理設計，以確保工程結構具有良好的抗震性能。在選擇材料時，應當選用具有良好抗震性能的建筑材料，并確保所選用材料強度符合工程結構抗震需求。此外，還應結合偏壓柱、受彎梁、受剪及構件承載力等情況來合理調整系數，以提升整體工程結構的抗震能力。

2.3.3 加強結構耐久性設計

根據土木工程結構設計研究發現，目前許多設計人員在結構耐久性設計中更多關注的是不同荷載作用情況，而沒有考慮到環境因素所具有的影響，這就極易導致土木工程中混凝土、鋼筋等被腐蝕，不但導致結構設計安全性無法實現，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，規范設計人員設計工作，要求他們嚴格依據相關要求開展土木工程結構耐久性設計；其次，加強審核，在設計人員提交設計后，建設單位應組織專家進行嚴格審核，一旦發現問題應要求設計人員修改，直至審核通過為止，從而最大程度地保障土木工程結構耐久性設計達到相關要求［5］。

2.3.4 科學設計地基結構

地基是土木工程的基石，結構質量優劣直接關系著整體工程結構的安全性能，因此做好地基結構的設計工作不容忽視。在設計地基結構時，應當全面了解地基所在區域的地質條件、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施位置、標高等內容進行全面考慮，以確保工程地基的安全與穩固［6］。

3 提高土木工程結構設計經濟性的策略

3.1 綜合評估設計方案

設計人員應當在設計前采取一定的經濟性限制控制措施，并以相關設計部門設計出的報價來作為工程結構設計的經濟性指標，以最大限度降低成本。其次，還應對結構設計的各個階段進行圖紙規劃，避免無效工程量的出現。再者，應對結構細節施工進行優化，避免出現反復施工、返工的現象，從而導致成本增加。最后，還應對工程結構設計進行預算管理，統一管理設計過程中所需要的建筑材料，并形成一個明確的經濟性指標控制系統。

3.2 做好多參數設計安全累積問題控制工作

受諸多因素影響，土木工程結構設計中常常產生多參數設計安全累積問題，譬如在鋼筋混凝土結構設計中往往需要考慮到成本、安全等參數，這就造成多參數設計安全累積問題，進而導致結構設計經濟性大大降低。因而要想切實有效地提高土木工程結構設計經濟性，這就必須做好多參數設計安全累積控制工作。建設單位在選擇土木工程結構設計方案時應評估不同參數變化所造成的經濟性影響，隨后對主要參數進行適當調整，從而最大程度地提高土木工程結構設計經濟性。

3.3 做好與相關部門的協調與溝通

由于土木工程結構設計涉及內容眾多，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，因此在設計過程中，應當加強與各部門的溝通與協調，以便于獲得更為全面、有效的信息與資料，為結構設計提供更多可靠性的參考，從而有利于結構設計經濟性的提高。此外，加強與相關部門的溝通與協調還有利于結構設計以及工程進度的按時完成，并起到控制生產成本的作用。

3 結語

在進行土木工程結構設計時，應在確保結構設計安全性的基礎上合理控制工程結構的經濟性，始終堅持“安全第一”的原則，以安全來促進工程的發展，確保工程設計以及建設的經濟性，做到二者的相互平衡與協調，從實現土木工程結構的安全穩定、持久耐用以及效益最優。

［1］薛揚欣.土木工程結構設計安全問題分析及策略研究［J］.華東科技:學術版，2012（16）：28-30.

［2］李凱.基于安全性、經濟價值前提下的土木工程結構設計［J］.中國建筑金屬結構，2013（20）：57-59.

［3］余添朋.提高土木工程結構設計中的安全性及經濟性的方法分析［J］.江西建材，2016（14）：31-35.

［4］屈生軍.安全性與經濟性在土木工程結構設計中的應用［J］.城市建設理論研究（電子版），2012（6）：21-22.

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

［6］梁倩，林紅利，許龍.淺談土木工程結構設計中實現安全性與經濟性措施［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

大同大學教學改革項目，項目名稱：《材料力學》基本原理在土木工程專業結構設計教學中的研究與應用，項目編號：XJG2015105

喬棟（1981—），男，山西大同人，碩士，工程力學專業，現在山西大同大學任教。