土木工程結構設計中實現安全性與經濟性措施

付志遠

（山西中方森特建筑工程設計研究院，山西太原 030002）

工程結構設計是土木工程建設過程中的關鍵環節，而安全性與經濟性是土木工程結構設計人員所關注的重點。本文將概括土木工程結構設計中安全性與經濟性之間的內在聯系，指出土木工程結構設計中存在的突出性問題，最后提出切實可行的安全性與經濟性控制措施。

1 土木工程結構設計中安全性與經濟性的內在聯系

土木工程結構設計的主要目的是滿足建設需求，具備一定的安全性。如今，社會對土木工程結構設計中的經濟性要求也隨之提高。在這樣的情勢下，如何協調處理土木工程結構設計中的安全性與經濟性之間的關系就顯得尤為重要（如圖1 所示）。在土木工程結構設計中，設計人員必須嚴格參照相關標準規范制定科學可行的施工組織規劃方案，兼顧工程結構設計的安全性與經濟性。

圖1 土木工程結構設計

2 土木工程結構設計中存在的問題

若想兼顧土木工程結構設計的安全性與經濟性，首要前提是全面且客觀的分析土木工程設計中存在的實際問題，進而提出科學合理的優化改進措施?？偟膩碚f，土木工程結構設計中存在的問題集中體現在如下幾方面：

2.1 結構設計標準偏低

相較而言，我國土木工程結構設計標準偏低，土木工程建設質量無法達到使用安全的基本要求，這提高了發生安全事故的概率。尤其是土木工程結構安全穩固性要求、土木工程結構承載負荷力要求以及土木工程使用年限要求等。

2.2 結構設計穩定性較差

一直以來，土木工程結構設計的安全性問題都是建筑行業乃至全社會重點關注的問題。在土木工程結構設計中，一旦其中任何一個環節出現安全性問題，在工程結構自身延展性的牽制下，都會直接對整個工程項目造成不利影響。

2.3 結構設計耐久性不足

土木工程結構設計的耐久性不足也是重難點問題。我國疆域遼闊，地形地貌多樣化，南北方的氣候環境條件也存在較大差異。而氣候環境異常變化對土木工程結構提出了較高的要求。然而，在土木工程結構設計中，大多數設計人員忽略了外部氣候環境因素，極大地縮短了土木工程項目的使用壽命。

2.4 抗震設計效果不明顯

近年來，地震災害頻發，這也使得抗震系數設計成為土木工程結構設計中的重點內容（如圖2 所示）。然而，在土木工程結構設計中，大多數設計人員盲目注重設計階段的投資成本，對承重墻的負荷力檢測缺乏應有的重視。一旦發生大規模、高強度地震災害，極易導致整體土木工程結構發生垮塌，并造成嚴重的經濟損失和人員傷亡。

3 土木工程結構設計中的安全性控制措施

為使土木工程結構設計的安全性達到標準要求，必須對各個環節的安全性能加以把控，具體如下所述。

圖2 地震影響系數曲線

3.1 明確工程結構設計的安全標準規范

結合土木工程施工安全事故及以往積累的實踐施工經驗可知，缺乏完善的結構設計標準規范是導致安全性問題的主要原因。由于缺乏完善的結構設計標準規范，設計人員的設計工作缺乏可參考依據，而且對突發事件的處理不及時、不到位，這也使得結構設計中的細節被模糊化處理，增加了工程的安全隱患。針對此，必須進一步優化和完善土木工程結構設計標準規范，確保土木工程結構設計有章可循，優化土木工程結構的安全性能，保障土木工程項目的質量安全。

3.2 積極轉變工程結構設計理念

為提高土木工程建設的安全價值，有必要在工程結構設計初期積極轉變設計理念，立足于現代化設計角度，秉承與時俱進的基本原則，積極引入先進技術，推動土木工程結構設計工作的有序開展，完善土木工程結構設計的安全性能。

針對設計理念落后、設計成果不符合要求等一系列問題，有必要組織設計人員學習先進的設計理念，與專業學者保持良好的溝通交流，掌握先進的技術，避免設計混亂問題。針對土木工程結構設計中可能出現的漏洞，應予以高度重視，融合現代化設計理念，拓展應用先進技術，確保工程結構設計的科學合理性。與此同時，注重設計工作的細節處理，制定完善的概念性設計方案，有效彌補設計工作的缺陷，使工程結構設計可以達到安全性的要求。

3.3 增強設計人員的安全意識與責任意識

為增強土木工程結構設計方案的科學合理性，不僅要融合先進的設計理念，還需創建完善的現代化設計模式。與此同時，設計人員應增強安全意識與責任意識，不斷提高自身的設計能力，強化綜合素養，使土木工程結構設計具備一定的安全價值。設計單位要定期組織設計人員培訓活動，引導設計人員樹立良好的安全意識，強化設計人員的安全素養，客觀認知結構設計安全性的意義，從而加強對設計細節的處理，提高整體的設計水平。

3.4 詳細說明工程結構設計意圖

為保證土木工程結構設計達到安全要求，設計人員還需詳細說明設計方案中的重點內容，進一步補充設計理念，明確關鍵結構設計要求，使施工人員明確設計意圖，改善設計與施工安全水平。再者，對設計方案的重點內容予以詳細概述，通過專業化的表達，準確傳達設計意圖。

4 土木工程結構設計中的經濟性控制措施

為使土木工程結構設計滿足經濟適用性要求，必須加大對設計工作中有經濟保障性的關鍵環節的重視，有效彌補設計缺陷，提高整體設計工作質量與經濟效益，具體如下所述。

4.1 以安全性為基本前提

若想增大土木工程結構設計的經濟效益，必須堅持以安全性為基本前提，注重工程結構設計的標準性與規范性，實現經濟效益最大化的目標。在土木工程結構設計中，不能盲目注重設計階段的投資成本，更不能降低工程結構設計的安全標準，而是要在確保工程結構安全穩定性的基礎上，選擇最經濟合理的設計方案。

4.2 優化工程結構選型

不同類型、不同規模的土木工程項目的造價成本也不同，為此，設計人員需權衡利弊，選擇最合理、最適用、最經濟的設計方案。比如，在剪力墻框架結構設計中，合理布置剪力墻，在保證整體工程結構安全穩定性的前提條件下，盡可能減少剪力墻數量，以此達到節約投資成本的目的。需要格外強調的是，在追求工程結構設計經濟性的同時，還應注重優化工程結構的尺寸。

4.3 合理選擇工程材料

為加強土木工程結構設計的經濟性，不僅要優化設計選型，還需合理選擇工程材料。在選擇工程結構材料時，既要保證材料的質量達到標準要求，又需嚴格控制采購成本，增強經濟適用性。由此，就應在明確工程結構設計的安全價值的基礎上，選擇合理的材料方案，節約投資成本，確保整體工程結構的安全穩定性。比如，在鋼筋混凝土結構設計中，要合理選擇鋼材，優化鋼結構布局，以提高鋼結構的設計水平。

4.4 推行限制額度模式

全面推行限制額度模式，是增強土木工程結構設計經濟適用性的必要條件。在土木工程結構設計前，應明確限額標準，約束工程設計，確保工程結構設計滿足安全性與經濟性要求。通過合理運用限制額度模式，對工程結構設計方案進行全面且深入的分析，將實際投資成本控制在預算范圍內。一旦超過預先范圍，嚴格按照標準要求進行修正，加強工程結構設計方案的科學性與經濟適用性。

5 結語

綜上所述，只有全面且客觀的分析土木工程結構設計中存在的實際問題，從安全性與經濟性角度出發，提出切實可行的優化改進措施，轉變結構設計理念，合理選擇工程材料，且推行限制額度模式，才能全面提升工程整體設計水平，延長土木工程項目的壽命，進而創造理想效益。