土木工程結構設計中的安全性與經濟性分析

夏明鋼

（內蒙古交通職業技術學院，內蒙古 赤峰 024005）

0 前言

安全性與經濟性作為影響土木工程設計最關鍵的兩個方面，直接影響著工程效益與質量。從國內土木工程發展現狀來看：經常出現工程事故，讓建筑業不得不承擔經濟損失。為了減小工程施工的爆發率，相關人員必須保障土木工程設計的安全性與經濟性。

1 土木工程結構設計的概述

1.1 安全性與經濟性對土木工程結構設計的意義

安全性與經濟性作為土木工程結構設計功能與特性的基礎，安全性是土木工程必須遵循的原則，它不僅能保障建筑工程施工和后續應用安全，還能確保建筑工程各種功能正常發揮，從而達到相關標準與要求。因為建筑混凝土有著很好的安全性、抗壓度與耐久性，一直以來都被當成建筑工程的關鍵原料。科學、合理的使用混凝土材料能最大程度的保障建筑結構安全，提高建筑企業施工效益，樹立良好的社會形象，以此提高企業綜合競爭力。最近幾年，類似事件頻繁出現，讓各個行業開始關注建筑安全。因此，必須確保建筑工程設計安全，這也是提高經濟效益的有效方式。在建筑設計中，工作人員必須兼顧兩者，不能偏向一方。

1.2 土木建筑工程的設計現狀

從當代土木工程反饋的信息來看，結構設計缺少孤星、安全性與耐久性。

在現實應用中，雖然局部地方的質量問題短時間不會影響到整個建筑性能，但時間一長勢必會影響建筑質量，對功能造成不可修復的不利影響。從建筑整體性來看：建筑物體是否穩固直接關系著建筑物生存，為了維持穩定，設計者必須結合土木工程現實情況進行設計，從整體上考慮延展性與冗余度。

從土木工程整體設計的角度來看：如果要達到設計安全的要求，必須設計更多的因素。在這期間，就需要考慮工程耐久度、最大承載力、整體穩定性，這類因素對結構整體的安全系數也會帶來影響。但是從現實反饋的信息來看：土木工程在設計與安全規范中依然存在很多問題。和國外建筑性能與規范相比：國內設計不管是約束力度，還是權威性，都存在很大差異。這也是很多建筑工程投入使用后，時常發生質量問題的原因，如：墻體傾斜、開裂與變形等。

缺少耐久性，是建筑物面對荷載壓力，建筑物實際承擔的時間與受力，這也是當下國內對土木工程耐久性的界定。但建筑并非獨立，當它處在環境中時，很容易遭到環境和其他的影響，國內對于這方面的討論，忽視了環境因素，只關注壓力數值，讓工程缺少耐久性。因此，在現代土木工程設計中，必須正視外在環境與建筑物體的辯護，如：生態環境、氣候環境等各種自然因素與政策、使用情況等人為因素，結合外在因素作出調整。由于國內經度與緯度較大，各地氣候存在一定差異，但建筑條例并未涉及這方面，都說明土木工程在耐久性上的認知不足。

2 提高建筑工程安全性的策略

2.1 做好建筑管理

在土木施工中，管理人員對于設計單位的篩選，需要從實力基礎、施工質量、管理制度進行綜合考慮。優先選用經驗豐富、設備先進，在管理方面高效、科學的，設計師擁有良好綜合素養的設計單位，這種選擇不僅能保障設計質量，也是對土木工程師設計安全的推進。

2.2 完善理論

在土木工程設計中，對之前的理論不斷補充并完善，通過借鑒先進的國外理論，意識到國內土木工程存在的不足與缺陷，所以必須對相關概念與設計進行有效的補充，提高可行性，這樣才能經受住時間與實踐的雙重考驗。另外，還需做好日常積累，通過擴充理論，及時發現工程隱藏問題。在理論完善的過程中，對土木工程有更全面的理解，并且以此為基礎，形成明確、清晰的模式。

2.3 清楚文件要求

土木工程列出的文件，都是幫助施工單位進一步掌握操作步驟，所以設計專家必須吸收并理解文件所要表述的問題，對于文件編寫與說明，盡量做到簡潔明確，讓人一目了然，不能將內容寫的過于復雜，避免因為個體素質差異對整個文件的理解與閱讀帶來偏差，這樣即使專業性不強的人也能掌握文件內容。特別是相對高端、復雜的土木工程設計，這一點就顯得非常關鍵。明確的說明能讓建筑施工單位更快的掌握注意事項與重難點，從而不斷提高整個建筑工程土木設計的經濟性與安全性，讓它和預定目標一致。

2.4 做好結構應用

當鋼筋需要借助漿錨或者灌漿的方式連接時，灌漿強度必須符合設計標準。清點數量時，每層都需要進行批次檢驗，并且每班不得超出設計要求，規格棱柱在3組之上，做完28天標準養護后，再進行抗壓實驗，最后投入使用。通過結構實體回彈取芯的形式檢驗強度，對于相同等級強度的墻、梁、柱等關鍵區域的樓板，構件總量需要控制在20個內；樓板最好考慮懸挑板，并且厚度在200毫米以上。

3 提高建筑結構經濟性的策略

3.1 控制好成本投入

從招標開始，土木工程就必須嚴格按照設計原則與招標要求，不管是招標步驟，還是整個招標項目的設計部門，都必須結合建筑工程經濟性與安全性指標進行，并且在招標期間按照公正、公平的原則，從源頭上杜絕弄虛作假、假公濟私等問題。考慮到工程的現實設計，需要在安全有保障的情況下選擇相對經濟的方案施工，另外還需將工程總體發展與美觀度作為考慮依據。利用這類招標形式，不止能保障相關企業在招標設計中兼顧經濟性與安全性指標，還能最大程度的控制相關單位的資金花費。

3.2 選取標準圖

在土木工程設計期間，招標單位選取施工標準時，會從自身的責任風險與設計規范等方面著手。工程圖能從源頭上減少失誤與成本浪費，通過審核設計圖紙從源頭上減少工作量，所以失誤能有效避免。因為這種圖紙設計相對較小，只適合規模較小的施工，對于小規模施工具有很好的促進功能，并且兼顧安全性與經濟性指標。如果遇到設計復雜、規模偏大、工期很長的工程，若繼續使用標準圖，勢必會加大成本投入，外加標準圖更偏向保守的設計風格，對于長期工程，很容易和時代發展脫軌。對此，在標準圖選用中，必須結合實情，綜合考慮。

3.3 做好部門協調

在結構設計中，必須靈活使用設計思路，打破思維局限，這樣才能充分發揮能動性，選用實用性與科學性兼顧的結構設計形式，從而保障整個結構設計的合理。由于建筑工程牽涉施工與部門輔助，例如：數據監測等。因此，在現實工作中，必須協調部門關系，做好信息共享與互通，這樣才能保障設計的科學性與經濟性。

4 結語

綜上：在現代土木工程建筑結構設計中必須綜合考慮，兼顧經濟學與安全性，利用土木工程結構優化設計過程，選用資質過關的設計單位，從而做好土木工程結構的安全監管與相關工作，通過提高土木工程相關人員的質量與安全意識，從根本上確保設計結構的安全性與經濟性。通過對設計方案進行評估，做好部門協調，選用恰當的標準圖與設計思路。