土木工程結構設計的安全性與經濟性探究

蘇曉鵬

中國電力工程顧問集團東北電力設計院有限公司

摘要：經濟的不斷發展，加速了城市化的進程，對建筑工程的需求量也逐年攀升。土木工程在我國城市建筑中扮演了非常重要的角色。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。本文就土木工程結構設計的安全性與經濟性展開探討。

關鍵詞：土木工程;結構設計;安全性與經濟性

土木工程結構設計中，為了最大限度的減少工程質量事故的發生，相關設計人員必須要在保證土木工程結構安全性能的情況下，盡可能的提高土木工程結構設計的經濟性，這就對我國建筑行業特別是土木工程結構設計領域的從業者提出了更高的要求。

一、土木工程結構設計中所存在的典型問題

（一）安全性與穩定性的不足

土木工程結構設計對建筑物的外部形態、內部結構、承重力都有著最為直接的影響，同時，也對建筑物的整體質量、穩定性有著決定性的作用。在當下，部分工程項目都抱有追趕工期或節約施工成本的目的，都會經常性地采用一些不符合常理，且非常簡陋的設計方案。就簡陋的設計方案來說，設計概念雖然不會存在過于嚴重的問題，但若經過仔細觀察推敲，不難找出諸多紕漏。此類問題若不能夠及時處理，會直接影響到建筑的性能、使用壽命，同時帶有巨大的安全隱患。

（二）土木工程結構的耐久度較低

我國疆域遼闊，尤其南北方向的跨度極大，這也造成我國國內的氣候環境變化十分明顯，不同地域的氣候環境存在著巨大差異。氣候也成為土木工程結構設計必須要考慮的因素之一。但是我國目前還尚未確定具體的法律條款對這一問題做出明確指示與約束，有些地區甚至還未結合本地情況確定相應的標準，即使有標準也存在明顯缺陷，這都會從各個方面影響到土木工程結構的耐久度。

二、有效提升土木工程結構設計安全性的措施

（一）設計人員的安全意識提高

設計人員安全意識的提高能夠使結構設計的安全性更有保障。以實際來看，在諸多的項目施工中，較多設計人員的專業素養與專業技能功底并不扎實，不僅對各類相關專業無法處理，且自身的安全意識也極為薄弱。結構設計對建筑的整體性能有著最直接的影響，同時也是建筑物安全的基本，倘若設計師對安全問題有失考慮，或在項目的設計中忽略，其所帶來的結果必然是諸多后顧之憂。

（二）深化土木工程結構的具體設計

第，進行剪力墻設計時的注意事項。首先，剪力墻結構的平面設計應該遵循對稱原則，墻面結構的承重力與質量中心點要完全重合，既要保證受力均勻，同時又要避免墻體歪斜。剪力墻結構的設計應采取內外結構形式，兩面對其拉直，除非必要否則應避免采用單面墻結構，從而防止墻體在遭遇地震等自然災害時，因自身剛性不足而倒塌。需要注意的是，剪力墻結構的設計應注意控制剪力墻之間的距離，強化其抗側力性能，并擴展剪力墻的空間延展性。其次，要根據不同級別、不同類型的剪力墻剛度，來進行邊緣構件的設計。一般情況下，剪力墻邊緣構件大體分為有約束以及無約束兩類，有約束邊緣構件的截面承重力要比無約束邊緣構件超出近一倍，且極限樓層位移角也多了一倍。第二，進行鋼筋混凝土構件設計時的注意事項。在土木工程建設項目中，鋼筋混凝土結構可以最大限度的承受外力。因此，在設計鋼筋混凝土結構時，首先要充分考慮混凝土自身的配比與調制，通過精確計算構件截面的承載力，嚴格將裂縫控制在合理范圍內，并適當增加混凝土強度，提高構件本身的耐久性。其次，為確保混凝土的工作性能，在設計混凝土結構時，還需要注意防滲能力的設計，在澆筑堆砌混凝土時，要注意養護的方式方法，盡量減少或避免裂縫的產生。另外，還需結合土木工程項目的實際要求，設計出合理的結構框架，重點考慮關鍵部位的結構形式，使得所有混凝土構件能夠協同受力，最大限度的提高結構的整體性能。

三、有效提升土木工程結構經濟性的措施

（一）高效利用結構設計標準圖

針對部分大規模的土木工程來講，利用設計標準圖要與工程實際情況相結合，在設計標準圖的同時提高設計方案當中的經濟性，進而實現高效應用結構設計標準圖的目標。綜上所述，土木工程結構設計過程中，要充分認識到土木工程結構設計的安全性與經濟性的特點，將其應用到結構設計中去，有效完善優化設計理念，控制好土木工程建設成本，反復論證設計方案，為土木工程結構設計帶來好的理論支撐。

（二）成本管控的有效進行

在土木工程結構設計經濟中，成本應被首要管控。對工程項目的構成內容來說，成本管控是其中的一個關鍵點，其能夠對招標、投標進行合理的控制，與結構設計相關的招標、投標的項目分類也數不勝數，只有在每一項的采購上進行合理的成本管控，并嚴格實施到項目的運輸當中，才能夠嚴謹地進行招標、投標工作，從而找到可信度極佳的合作伙伴，獲得優質的建筑原材與設備。

四、結語：

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。

參考文獻：

[1]張喬.土木工程結構設計中的安全性與經濟性分析[J].建筑技術開發，2018.

[2]王慶霞.關于土木工程結構設計中的安全性與經濟性分析[J].中國房地產業，2018.