關于土木工程結構及安全性的研究

錢圣楠

【摘要】近年來，我國經常發生土木工程的事故，給企業或國家都造成了經濟上的損失，也給人們的生命安全帶來了隱患。土木工程結構的牢固性，將會直接影響到工程的安全性水平，顯然當前我國諸多的土木工程結構設計還不夠完善，在工程結構的耐久性以及安全性上的保持還存在一定的問題。本文就著重闡述了土木工程結構設計中的問題，并提出了提高結構設計安全適用性的策略，旨在不斷提高安全設置的水準，提高工程質量。

【關鍵詞】土木工程 結構設計 安全性 耐久性 經濟性

土木工程的結構設計中首先要考慮的就是土木工程的安全問題，在結構設計階段，既要考慮土木工程的耐久性和經濟實用性，更要考慮建筑的安全性。土木工程結構設計的質量問題直接關系到工程成本，如果因設計者在結構設計中出現了失誤，或工程監管不力，一旦出現樓盤倒塌、橋梁塌陷等安全事故后，便會給施工單位造成很大經濟損失。對于工程事故的發生，國家有關單位也隨之確立了有關規章體制，強化了對工程優劣程度的經管，設計單位結構設計人員也要提高設計方案和實際情況的吻合度，以減少事故發生。

一、土木工程結構設計概述

土木工程建筑結構設計包括上部結構設計和基礎設計?；A設計是根據工程地質勘察報告、上部結構類型及上部結構傳來的荷載效應和當地的施工技術水平及材料供應情況確定基礎的形式，材料強度等級，一般有淺基礎（獨立基礎、條形基礎等）和深基礎（樁基）;基礎底面積的確定及地基承載力驗算;基礎內力計算及配筋計算;考慮必要的構造措施。

上部結構設計主要分為框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構、框架核心筒結構、筒中筒結構、砌體結構。上部結構設計主要內容及步驟：根據建筑設計來確定結構體系、確定結構主要材料;結構平面布置;初步選用材料類型、強度等級等，根據經驗初步確定構件的截面尺寸;結構荷載計算及各種荷載作用下結構的內力分析;荷載效應組合;構件的截面設計。此外還包括某些必要構造措施，需要依據結構專業相關規范、圖集等。

土木工程結構設計是工程的前期準備，前期設計工作質量不高，將會導致后期的施工過程不能順利進行，嚴重的會引起施工中的不安全事故的發生，威脅到了施工人員的生命安全，并增加了建筑成本，影響到整個建筑的質量水平。土木工程結構設計也關系到國家基礎事業的發展與人們的生命安全，土木建筑工程是國家的基礎事業，關系到國家的整體發展情況，只有做好土木工程結構設計，才能保證整個工程達到國家建筑業的標準?，F代社會，建筑行業蒸蒸日上的發展對于建筑的質量與安全的要求越來越嚴格，因此，要保證土木工程的質量與安全，必須要重視土木工程結構設計。

二、土木工程結構設計中的常見問題

（1）結構設計牢固性不高，難以保證工程質量。土木工程的牢固性不高雖然一般不會在整體上對土木工程造成威脅但是如果遇到地震、火災或者爆炸事故，這些薄弱環節必將產生致命的影響，將是對結構的延性設計、冗余度設計的極大考驗。例如在地基結構設計中，對于地質承載能力等情況沒有考慮到位，在外力破壞下工程結構很難安然無恙。在土木工程的結構設計中要充分結合土質承載能力和地質情況，在地基結構設計中如果未充分考慮到地質承載能力，外力的發生就會導致對工程結構的破壞，由此造成工程的安全事故。

（2）結構設計常常忽略環境因素，降低土木工程結構的耐久性。土木工程設計關乎整個土木工程建設的使用時間，因此在設計時要綜合考慮所有因素，還要考慮土木工程周圍環境的影響。要綜合溫度、濕度、水土酸堿度、化學腐蝕等環境因素，但在實際的設計工作中，環境是經常被忽略的因素，土木工程施工過程中，鋼筋和混凝土是基本的材料，由此理應對周圍環境做出分析，從而防止環境對材料使用壽命的影響。在結構設計中忽略這層因素，就會降低土木工程的耐用性和安全性，造成安全隱患的發生，降低土木工程建設的效益。

（3）土木工程結構設計安全性低，易導致安全事故發生。我國土木工程結構設計安全規范低于國外水平，結構設計安全設置標準偏低，由此導致了工程安全規范方面的漏洞，致使安全設置規范難以發揮對工程設計的約束作用，工程質量相對較低，較易造成安全事故的發生，損害了工程的建設效益，縮短了工程的使用年限。在土木工程結構設計中，結構安全性主要取決于構件承載能力、結構工程耐久能力、結構牢固性等方面，我國土木工程結構設計水準與國外相較存在一定差距，且施工人員在施工過程中，很難以結構設計為依據施工，導致施工質量偏低，致使安全事故頻發。

三、土木工程結構設計策略

（1）任用綜合素質較高、專業性較強的設計人員來對土木工程進行結構設計。設計工作人員是作為土木工程的設計者和創造者，必須明確工程結構設計的復雜性和高精確性，應具備嚴謹的工作思路，依據理論和經驗相結合，進行完美的安全設計。要不斷加強設計人員的理論和經驗學習，使其不斷掌握先進的設計理念、擁有豐富的設計經驗致力于結構設計的完善過程中。除此之外，要增強設計人員責任感和執業使命感，使其能夠認真的對待設計工作，保證設計的質量，充分為土木工程建設效果的發揮而奮斗。作為一名土木結構設計師，不但要認真的學習設計的規章制度，也要按照相關的規定進行合理的結構設計，以此來促進建設結構設計向著規范化的方向發展，避免在土木過程中發生一些安全問題。

（2）結合土木環境現狀，綜合設計最優方案。土木工程設計要結合地方環境，設計人員需要考慮多種因素，其中包括施工條件、水位、地質情況、溫度等。在土木工程結構設計的過程中，要對圖紙進行精細化處理，對于設計的每個細節要進行詳細的說明，從而方便工程施工人員理解。在土木工程的結構設計過程中，還要考慮設計的經濟性，要摒棄一味采用標準圖的做法，標準圖能夠加快設計的進度，但是由于未經過計算，為了保證設計的安全就會采取高標準的系列，由此就會增加成本，造成不經濟性的問題。所以，在設計過程中，設計人員既要考慮圖紙的精細化，又要考慮設計成本的問題，從而綜合設計最優方案。

（3）強制執行行業標準，規范設計標準。由于我國土木工程質量頻發，土木工程的安全性受到高度的重視。我國政府已經頒布了相關的法律法規，主要目的在于確保結構設計變得更加規范。因此，設計人員必須意識到工程質量的重要性，根據國家相關規定，對結構進行設計，確保建筑的安全性與穩固性。施工單位施工時，若發現設計圖紙上存在不足之處，要及時予以更正，若無法判斷其是否合理，可讓開發商進行判斷，并協商解決方法。施工單位必須要重視建筑安全問題，如果開發商或施工單位了解到圖紙設計中存在不合理情況卻沒有做出修正，雙方均要受到法律制裁。