水利工程建筑物結構設計關鍵問題探討

田世福

摘要：為了滿足人們日常的用水需求，我國的水利工程數量越來越多。基于對水利工程建筑物結構設計關鍵問題的探討研究，論文主要從水利工程建筑物結構設計中的問題與對策以及結構設計的關鍵點等方面進行分析，希望能夠為相關人員提供幫助。

關鍵詞：水利工程;建筑物;結構設計;關鍵問題

1.??? 水利工程建筑物結構設計的問題

1.1? 水利工程勘察工作不夠深入

水利工程是一項復雜的過程，在建設之前需要對周圍環境以及地質情況等進行勘察，并且制定詳細的方案提高水利工程的質量。并且需要制定應急方案，對于可能出現的問題需要提早應對，對水工建筑的后期建設具有很大的幫助。但是目前由于種種因素的限制，對環境沒有做到深入勘察，使用的勘察技術和手段不夠先進，導致勘察工作與實際情況不符，結構設計出現漏洞，影響后續工作的順利開展，勘察環節在水利工程結構設計中沒有發揮出應有的作用。根據以往的經驗可以了解到，水利工程中對環境的勘察不夠全面和謹慎，對于工程的成本投入以及項目管理等都會造成很大的影響，因此企業要想提高經濟效益以及社會效益，需要統籌協調，著眼于全局，深入對水利工程的勘察。

1.2? 水工建筑物的設計等級標準不明確

水工建筑物的結構設計是以設計標準為基礎，因此在設計的過程中需要對設計標準進行改進和優化，符合實際情況，如果標準制定得過高，則設計技術難以達到規定標準，并且需要投入大量的人力、物力、財力應對標準過高的情況，會造成資源的浪費，提高施工成本。如果標準制定過低，就會造成設計質量出現問題，影響后續的使用。因此等級標準的制定非常重要，目前在水利工程等級標準的制定方面存在標準不明確以及標準制定與實際不符的情況，因此在制定標準的過程中需要對相關數據進行深入分析，結合環境以及工程規模等因素進行優化。必要時組織專家作專門論證[1]。

1.3? 水工建筑物的結構設計缺乏全面的數據

水工建筑物結構設計要想做到科學合理有效，需要對數據進行整理、分析，根據實際數據制定相應的設計方案。數據的收集需要對地理環境、氣候、溫度、水文等等進行收集，因此數據采集是一項大范圍的，并且長期的工作，數據的采集要具有精準度，相應部門的數據更新要及時有效。對于地理位置良好的地區而言數據的采集壓力較小，數據結果相對準確，但是對于偏遠地區并且數據采集相對困難的地方，數據就容易出現錯誤。比如在實際的設計過程中，如果對于水文數據的收集缺乏有效性，就需要根據以往的數據信息進行推算，如果得到的數據與實際數據存在偏差，會導致水工建筑物的選型出現問題，直接影響后續的施工和使用，加大成本投入，降低企業經濟效益，因此數據的有效性至關重要。

1.4? 水工建筑物的結構設計缺乏長期規劃

水工建筑物的結構設計是一項綜合性的、復雜的工程，設計環節不僅要注重短期的利益，也要具有長遠眼光，長期進行規劃，提高項目的可靠性，滿足未來的規劃方向。水工建筑的設計是以環境設計為基礎的，因此在設計過程中對于地理位置以及空間布局等都需要進行規劃，與周圍環境相協調，做到因地制宜，各功能區需要相互獨立。在山區以及城市中對于水利工程的設計具有不同的需求，設計難度存在差異，城市中的水利工程為了可以保證給排水的質量，需要對周圍限制因素進行分析。

2.??? 水利工程建筑物結構設計的關鍵點

2.1? 注重整體設計的質量

實際上，總平面設計、建筑平面設計、材料設計以及外觀設計等，都屬于水利工程建筑物結構設計工作。總平面設計簡單來講，即為主要針對建筑物與配套設施展開的設計，通常情況下，其中包括水閘、水壩等基礎類設施，也包括生活與管理房屋建筑、綠化設計等配套設施。在以往應用傳統設計觀念的時期，很多設計人員都并不重視配套建筑以及環境設計，從而導致水利工程建筑與周邊建筑協調性極差，也不具備應有的美觀性。經實踐證明，優質的總平面設計能有效解決上述問題，其不僅能促進整體規劃與設計的合理化與協調化，還能在提高水利工程建筑物功能性的基礎上，增強其美觀度與藝術感。在設計建筑物結構時，應將專業設備的布置要求作為根據展開平面布置，要注重與總布置圖的設計方向相符;在建筑物外觀設計中，在遵循協調原則的同時，也要注重與周邊環境條件相結合，為水利工程建筑物和環境映襯與融合提供保證。

2.2? 確保水閘設計的合理性

水閘設計是水利工程排水止水效率最重要的影響因素，也會在一定程度上決定建筑物的使用壽命。與此同時，設計人員在設計水閘的過程中，也必須明確消力池排水孔、翼墻排水孔和止水伸縮縫合理設計的重要性[2]。水閘排水的主要形式就是消力池底板排水，但極易在水壓過大的情況下損壞，所以在設置時可通過降低滲透壓力的方式，增強實際排水效果;水利工程滲水的排出，則主要依賴翼墻排水孔，在設計中合理增加滲徑;在設計止水伸縮縫時，需選擇合適的止水片材料，確保其與水利工程建設要求相符，施工中也要保證止水片的清潔，盡量使混凝土未牢固結合而導致的滲漏問題得到規避。

2.3? 提高對混凝土結構設計的重視程度

在水利工程建筑混凝土結構中，極限承載力作為與破壞混凝土結構相接近的強度值，在極易導致混凝土結構變形的情況下，使建筑物穩定性與安全性受到嚴重影響。而優質的結構極限設計，能夠使建筑物極限承載力相關的破壞問題得到有效處理，由此可見，結構極限設計工作有著不可代替的重要性。在水工重力壩擋水結構設計中，結構極限設計能夠則起到更加重要的作用。設計人員需根據極限承載力的相關數據，限制最大拉應力，此時再通過增加應力約束的極限狀態，有效控制測定混凝土的不連續點，進而達成將其約束在應力限值要求范圍內的目的。另外，混凝土結構裂縫控制也必須得到相應的重視，設計人員需將項目的環境條件、鋼筋種類、荷載性質以及構件受力性質等因素充分考慮在內，在控制裂縫寬度的同時，增強水利工程建筑物混凝土結構的安全系數與耐久性，進一步提高其性能與使用壽命。

3.??? 結束語

綜上所述，水工建筑結構設計的質量直接影響水工建筑的整體質量，因此在進行結構設計時需要提高對整體質量的重視，注重對環境等周圍客觀因素的勘察，提高設計的合理性，對于水工建筑結構設計中存在的問題需要對標準不規范以及審查不到位等情況提高重視，對問題進行分析，可以提出有效地解決方法，對結構設計進行長期規劃，建設單位做好相關準備工作，制定合理的等級標準，從而提高水利工程的建筑結構質量，推動經濟的長遠發展。

參考文獻：

[1]?? 黃曉鋒.探討水工建筑物結構設計中的相關問題[J].建材與裝飾，2019（5）：295-296.

[2]?? 盧珊珊.探討水工建筑物結構設計中的相關問題[J].珠江水運，2019（13）：74-75