土木工程結構設計安全問題及策略

李中五

摘 要：土木工程作為為國家經濟建設提供必要基礎設施的重要工程，在經濟高速發展的現階段，其數量不斷增多，土木工程結構設計作為整個土木工程建設的重要一環，其安全問題不容忽視，本文針對土木工程結構設計中的安全問題進行了探討，并提出了幾點改進建議，以供參考和借鑒。

關鍵詞：土木工程；結構設計；安全問題；策略

中圖分類號： TU318 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）34-166-2

0 引言

土木工程結構設計是確保整個土木工程安全與質量的關鍵環節，在土木工程建設數量日益增加的今天，人們越來越重視其設計安全問題。所以深入分析土木工程結構設計安全問題，并制定相應的改進措施，對提升土木工程結構的安全性具有重要的現實意義。

1 現代土木工程的特點分析

社會與經濟的飛速發展，對土木工程的建設提出了更高、更多元化的要求，為了進一步滿足這些需求，大規模、大跨度、超高層、輕型、大型以及精密設備現代化的建筑物逐步成為時代發展的重點，這些建筑物具有高質量、高效益和快施工的基本特點，使得土木工程出現了新的特點，主要包括：

1.1 建筑材料方面

科學技術的發展推動了各項新技術、新材料的研發和應用，土木工程中使用了越來越多的新型高強輕質材料，例如比鋼輕的鎂合金、玻璃鋼（玻璃纖維增強塑料）等。在應用這些新材料時，我們還要注意其各項參數的研究，比如有些材料的彈性模量偏低，還有些材料價格高昂，限制了其應用范圍。同時，在提升現用鋼材和混凝土的強度和耐久性方面雖然已經取得了一些成果，但為了緊隨時代的發展需求，仍需加大研究力度[1]。

1.2 工程地質與地基方面

土木工程結構的設計與施工與施工現場的地質與地基構造以及自然的應力情況和力學性能有著直接的關系。同時這些因素還對工程設施的選擇、結構體系以及建筑材料的選取有很大的影響，尤其是地下工程，其影響巨大。現階段，應用在工程地質和地基勘察的技術主要是現場鉆探取樣，室內分析實驗，這種模式的勘察存在適用于小型建筑的局限性。現代化大型建筑的發展需求要求亟需研發滿足時代發展的新型勘察技術與方法。

1.3 工程規劃方面

在傳統的工程總體規劃時，工程經驗占據很大成分，但日益擴大的土木工程規模對工程規劃有了更嚴格的要求，所以必須運用系統工程的理論和方法，進一步提升工程規劃的科學水平。對于特大型土木工程，比如高大水壩，會對當地的生態平衡以及農業生產產生深遠影響，并且會對自然環境起到改變作用，此類工程的社會效益利弊兼存，其總體規劃必須全面考慮，趨利避害[2]。

1.4 工程設計

土木工程設計應堅持適用、安全、經濟、美觀的原則，根據實際情況開展合理的工程設計。目前，在分析確定工程荷載值以及材料強度值時常用的方法是概率統計，對自然因素作用在時間與空間上的分布與統計規律進行科學研究，如風力、地震波、海浪等因素，深入探索反映材料非彈性以及結構大變形、動態、與巖土共同作用，完善并深化結構可靠度極限狀態設計法和結構優化設計等理論[3]。另外，還要結合現代化的計算機系統，利用其高效能的計算和設計方法開展工程設計，保障工程設計的科學合理與可操作性。

2 土木工程結構設計存在的主要安全問題分析

2.1 結構設計的穩固性偏低

工程結構設計中的穩固性指的是當工程局部出現破損時，工程的整體安全不會受到巨大的沖擊。例如，土木工程受到地震、火災、爆炸或其他人為事故等災害時，只有結合工程的地質以及土質承載力，合理論證工程的結構設計，才能保障設計中的延性及冗余度達到最佳狀態，進行將建筑的損壞程度降至最低。由于結構的穩固性直接決定了整個工程的安全，所以進行土木工程結構設計的首要前提就是要確保結構的穩固性。但從目前我國的土木工程結構設計現狀來看，其穩固性偏低，不符合相關的規定標準，造成災害來臨時傷亡慘重。

2.2 結構設計的規范安全設置較低

目前，我國的土木工程結構設計安全規范還不完善，權威性與約束力較差，導致工程的質量令人堪憂，有的土木工程甚至使用年限僅為幾年，使用過程中常出現墻壁開裂、變形等問題。究其原因，就是結構設計的安全規范設置偏低。如與國外對比，我國規定的辦公樓樓板承受的活荷載值是200kg/m2，而美國是240kg/m2，英國是250kg/m2，以此為標準建造出來的工程質量顯然偏低。

2.3 無法明確區分構造柱和承重柱

土木工程結構設計中若無法準確區分構造柱和承重柱，則會直接影響工程的牢固性，降低工程的安全性。一般構造柱指的是與梁配合，避免墻壁出現裂縫，提高建筑物抗震能力的墻柱。若設計人員將構造柱當成承重墻使用，其強度遠不如承重墻，在遇到例如地震等劇烈震動時，就會由于抗震能力不足導致建筑物出現裂縫、沉降等現象，嚴重時會造成建筑物倒塌。此外，承重柱截面積設計偏小也是影響工程安全的重要問題。為了方便分析受力，在抗震要求不高的工程結構設計中，設計人員會設計偏小的承重柱截面積，這樣一來在有外力作用時，會造成柱、梁開裂等問題，極大地降低了建筑的使用壽命[4]。

3 改進土木工程結構設計安全性的有效策略

3.1 制定規范化的標準和體制

土木工程的結構設計必須有完善的、規范化的國家標準和要求，在嚴格遵守相關法律規定的前提下進行科學合理地設計。建議我國的土木工程結構設計結合我國的實際情況，吸取外國的先進經驗，推動規范化設計標準的發展，積極促進土木工程結構設計水平的有效提升[5]。同時，建立健全管理制度、人員規范要求等，嚴格監督其各項制度的執行效力，提高工程設計行業的規范化、制度化。另外，還要定期對土木工程結構設計進行安全性檢查，及時上報并整改不符合安全要求的設計項目。

3.2 強化設計人員專業能力和綜合素質的培養

設計人員的專業能力和綜合素質直接關系著土木工程結構設計的科學合理性，所以，強化設計人員專業能力和綜合素質的培養尤為重要。首先，加強對設計基本知識內容和技能的培訓。設計人員應全面、系統化地了解和掌握土木工程項目設計，在結合具體的工程勘察情況進行科學的設計。其次，著重培養設計人員的安全意識，確保工程結構設計的安全性。在進行工程設計時，設計人員要準確識別存在的安全問題，并進行反復的論證后再進行相應的設計。最后，時代的發展推動了各類新型的結構設計技術和方法的層出不窮，應積極組織設計人員進行培訓和學習，使其設計成果能夠跟上時代的發展需求。

3.3 定期檢測土木工程設計中的各項指標

土木工程是一項復雜的工程，涉及的學科眾多，這也就決定了結構設計需要很多的參數，各個參數對整個工程的安全有著重要的影響。例如，建筑材料的數量、價格、使用面積等，直接影響著建筑物的結構、安全性及質量。所以，必須嚴格控制設計中參數的安全積累，確保其符合國家相應的規范和標準，提高土木工程的安全性[6]。此外，土木工程安全對社會有著重要的影響，必須嚴格監督檢測其安全性，所以應建立完善的監督制度以及管理制度，加強制度執行力度，并定期檢測土木工程設計中的各項指標，保證土木工程的安全性。

4 結束語

總之，土木工程的結構設計事關我國社會與經濟的良好發展，在國內外經濟形勢不斷變化的今天，必須做好土木工程結構的安全設計工作，以優質的土木工程更好地服務我國經濟實力的有效提升，促進我國綜合國力的顯著提高。

參 考 文 獻

[1] 趙麗，朱惠琳.土木工程結構設計安全問題及策略探析[A].2015年7月建筑科技與管理學術交流會論文集[C].建筑科技與管理組委會，2015.

[2] 聶旭東.土木工程結構設計安全問題及策略分析[J].四川水泥，2016（01）：109.

[3] 李強.安全性前提下的土木工程結構設計策略初探[J].赤子（上中旬），2014（24）：240.

[4] 張敏.土木工程結構設計安全問題及策略分析[J].中國高新技術企業，2015（22）：119-120.

[5] 王金紅.土木工程結構設計安全問題分析及策略研究[J].江西建材，2015（19）：37+39.

[6] 易理發.土木工程結構設計安全問題及策略分析[J].低碳世界，2016（22）：208-209.