水利工程建筑物結構設計存在的問題及對策

李艷紅

【摘要】盡管目前我國在水利工程建筑物的結構設計方面取得了進步，但依然存在著一定技術性缺陷問題，為了提升水利工程的防洪能力，需要就水利工程建筑物開展全面合理化的結構設計工作，從而促使建筑物結構的質量得到有效提升。

【關鍵詞】水利工程；結構設計；問題及對策

引言

在開展水利工程設計工作之前，應當就建筑材料的選取與應用予以周到、細致的考量。水利工程建筑牽涉多項專業工程領域的學科知識，對于水利工程師的專業技能與設計經驗均有著極高的標準要求。

一、水利工程建筑物結構設計中所存在的問題

1、水利工程的標準等級劃分不明確

水利工程的不同等級決定了水利工程的規模和投資，而水利工程等級劃分不明確會造成嚴重的后果，標準過高則會導致物資浪費，標準過低會導致資金不足、達不到預定目標。因此，為水利工程建設按照標準明確地劃分出等級是十分重要的，其中可以根據水文資料、規模、效益，嚴格按照規范規定確定工程等主要建筑物級別和相應的洪水標準等來劃分。

2、為項目準備的資料不全面

在施工之前，施工項目準備充分的基礎材料，材料是否準確和全面是影響工程設計質量的一個重要問題。因為設計方案的選擇、計算公式的引用和參數的確定都要以施工現場的地質、水文、氣象、水資源等情況為基礎來進行。有了可靠的材料依據，才能設計出準確的方案。如果資料不準確將直接導致設計的錯誤，哪怕是很小的錯誤也會造成非常大的不良后果。所以，不能直接根據找到的不全面的資料進行水利工程設計，要對材料加以認證，檢驗它的真實性，再確認沒有任何問題的情況下再進行水利工程設計。

3、經濟觀念在水利工程設計中體現的不明顯

一些水利工程設計單位或者是設計者缺乏經濟觀念，在設計過程中沒有對方案進行嚴格管理和把關，導致很多不良后果和經濟損失。水利工程設計單位或者是設計者本人要盡可能的制定詳細的方案，增強經濟觀念，遇到錯誤迅速修改，不影響工程建設的進程。因此，在水利工程設計中必須要加強技術經濟理念。

二、水利工程建筑物結構設計對策

1、提高設計圖紙的精確性

傳統的設計技術以人工為主，而CAD技術主要依靠計算機技術，計算機作為先進的科學設備，其圖紙繪制能力與數據計算能力是人類無法比擬的，應用計算機對工程圖紙進行繪制，可以確保圖紙的準確性，提高其有效性與可行性。傳統的設計需要多個設計人員經過長期合作才能完成，設計周期較長，人力資源、物力資源以及財力資源投入較大。而應用CAD技術，一個設計人員進行計算機操作即可，設計周期最長不會超過一周，如果設計方案難度系數較小，一天即可完成，相較于傳統技術繪制的圖紙而言，計算機圖紙的準確性以及清晰度更好，不僅縮減了設計周期，還提高了設計質量。應用CAD技術，可以將水利工程的壩面曲線、以及水位較低處的水庫曲線清晰且準確的繪制成圖紙，即使水利工程的結構具有較強的復雜性，該技術也能準確設計出來。

2、加強混凝土結構設計

首先要考慮混凝土的承載力，承載的極限狀態是結構材料過度變形已經無法再負重的狀態，例如在水利工程建筑的擋水壩結構設計中，應該將承載極限狀態作為出發點，設置一個應力約束極限狀態，通過這些設置測出混凝土的不連續點，要盡力控制裂縫的產生。裂縫的控制也就是另一個需要考慮的問題，它在混凝土的結構設計中占有舉足輕重的地位，因為許多水利工程建筑結構設計都是很大程度上受制于裂縫的寬度而不是極限承載力，所以采取科學有效的措施來防止裂縫的產生尤其重要。對外在環境條件，承載能力、材質種類、受壓程度以及材料的使用期限來進行綜合分析，確定不同安全等級下的最大限度的容許裂縫標準，水利工程建筑物的裂縫控制難度較大，因為它不是常適用裂縫控制的標準的桿件系統。水利工程建筑物的裂縫控制需要做好混凝土構件的抗裂性的監測和評估，通過專業化的方法測定出裂縫承載度，綜合考慮混凝土和鋼筋的特質進行該工程建筑物結構設計。

3、重視水平和側移方面的設計

對于建筑的水平承載力和側移的設計，是建筑結構設計中不可忽視的一部分。在現在建筑結構設計中，一般建筑要重視垂直方向的軸向承受力，而在高層建筑中會更加重視水平承載力。因此，在進行建筑的結構設計中，特別是對高層建筑的建造，一定注重對其水平的承載力進行精密的計算。同時因為高度的關系也影響到側移的大小，因此對結構側移的設計直接關系到建筑的穩固性。隨著建筑高度的不斷的增加，在進行建筑結構設計時要保證結構的強度和抗側移能力，即使發生側移，也能在可控范圍內。因此，必須注重對建筑結構的水平承載力和側移的承受力，才能保證建筑的安全性。

4、有效檢測設計方案

應用CAD技術，可以采取三維立體渲染的方式對設計方案進行檢驗。CAD技術具有良好的三維形體繪制功能，設計人員可以先繪制出水利工程的三維形體，然后利用CAD技術渲染，渲染的內容有很多，例如，光源篩選、陰影篩選、材質篩選等，除此之外，為了確保渲染效果具有良好的觀賞性，還要添加適宜的背景圖片或是配圖等。通過三維形體渲染效果圖，可以從不同的方位、視角對水利工程的動態效果進行觀察，然后選擇適宜位置對水利工程進行剖切，對剖切斷面進行觀測，可以準確把握水利工程的形態美觀感、環境協調性、工程作業量以及成本投入等方面，確保水利工程擁有良好的整體效果。

結語：

隨著我國社會經濟的快速發展，水利工程建設也取得了發展與進步，對水利工程項目的投資管理也愈發趨向于規范化、專業化與社會化，然而在此過程之中仍需繼續完善。因而，就水利工程開展設計工作必須在嚴格依據有關規范規程要求下，同時結合施工中的監測和評估資料，綜合比較分析，才能做出完美的設計。于此同時在設計中還要做好對施工技術與人員職責的明確要求，實現對人、物兩方面的有效管理與控制，只有經過全面周密的設計才能夠確保水利工程建筑物的結構設計取得較好的質量水準。

參考文獻：

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