加強土木工程結構設計安全性的措施討論

李志兵 恒大地產集團呼和浩特有限公司

1 前言

城市化進程日新月異的高速發展，帶動了城市建筑群體量的增加、建筑設計不斷地創新、建筑設計的逐步優化完善。建筑行業的復雜性、建筑的科學舒適性、建筑的安全性等需求使得土木工程結構設計必須結合項目實際酌情不斷優化。在土木工程結構設計中保障了建筑的安全性，才能保障施工的穩定及工程的質量。

2 土木工程結構的安全性

土木工程結構的安全指標問題是結構設計時首要考慮的問題之一，安全指標主要是體現在土木工程結構的整體承重抗壓能力以及對外界環境的承受能力。土木工程結構設計的安全性是每一個結構部件的穩定性、承重性、抗氧化、抗寒熱能力。

雖然我國土木工程結構技術在各方面性能上取得了很大的突破，但是，就我國土木工程結構各項性能數據顯示，跟世界先進的土木工程結構技術還是存在一定的差距的。所以，當前的首要任務是在科學技術的加持下，著力提高我國土木工程結構的安全性，制定科學合理的安全評價指標。另外，土木工程結構的工程師和設計人員，必須保證結構數據的準確性，切實從實際數據出發對安全問題進行合理地評估分析。杜絕虛假信息。保證我國土木工程結構設計的安全性。

3 土木工程結構設計原則

土木工程結構設計是土木工程中，設計人員通過所學理論知識結合建筑需求確立建筑物結構的重要設計步驟。土木工程結構就是組成建筑物的各種不同構件，它們在建筑物中承擔著各種不同的作用，保障建筑物的穩定性、安全性、實用性。所以，土木工程結構設計是土木工程中最重要的一個環節，除了簡單的構圖設計，還需要精密的數據計算，還要考慮到土木工程施工過程中的成本控制、土木工程結構的實用性。土木工程結構設計原則要遵循結構耐用、功能實用、美觀大方、降低造價的原則。

土木工程結構設計主要可分為結構方案、結構計算、施工圖設計三個階段。結構設計方案階段需要進行實地考察并結合客戶需求來確定土木工程結構初步設計方案；確定土木工程結構的設計方案后，對結構承重、受力進行精密的數據計算，最后再確立施工圖設計。

4 土木工程結構設計中出現的常見問題

4.1 缺乏安全意識

土木工程施工企業安全意識的缺失將直接影響土木工程結構的安全。雖然我國已經出臺了一些有關土木工程結構設計安全的制度，但一些企業在工程建設中仍然遵循效益第一的原則，只注重經濟效益，沒有嚴格執行各項制度和規范。此外，還存在擅自改造土木工程結構、以次充好的情況，這在一定程度上也是一個問題，加劇了土木工程結構的安全風險。另外，設計師還沒有建立起強烈的安全意識，這也是土木工程結構缺乏安全保障的關鍵因素。設計師是結構設計的執行者，其專業水平和綜合素質對土木工程結構設計起著舉足輕重的作用。但現在很多設計人員對設計工作不重視，也削弱了土木工程結構的安全性。

4.2 圖紙設計不合理

土木工程要實現順利施工離不開設計圖紙科學、合理的設計。每一個環節的設計都要經過精密準確地計算，比如在進行結構類型選擇、抗震設計和建筑材料選擇的時候要科學運用理論知識，結合實際建筑需求進行設計。然而，一些公司建筑設計師在結構設計中還存在設計不規范的現象發生，如平面設計圖集使用不規范，結構數據標識模糊，導致在土木工程施工的時候中出現混亂，甚至造成施工誤差。

4.3 土木工程結構布局不合理

建筑業在發展過程中占用了大量的土地資源，這在繁華的城市中表現得更為明顯。城市房價長期處于上升趨勢，開發商致力于開發高層或超高層建筑。在結構設計中，一方面要深入考慮建筑的功能要求，另一方面要在滿足經濟性原則的基礎上滿足建筑安全設計的要求。這樣，土木工程結構設計工作就成為這一階段的重點。設計人員應注重結構的設計模式、結構的平面和豎向布置、建筑的美觀和傳力路徑的合理性。但許多單位沒有把上述問題作為工程設計和施工的重點內容，造成工程結構布局不合理等問題，導致不同形式的安全事故。

4.4 設計人員的抗震設計概念不明確

抗震減災設計是為了更好地抵御大地震中的災害，提高抗震減災能力，避免造成生命財產的嚴重損失。但是現在仍然有很多設計人員的建筑理念是用大量的優質鋼筋混凝土來抵抗地震。實踐證明，建筑材料結構中主要鋼筋的固定不盡人意。而且，鋼筋數量的增加不僅會直接降低建筑材料的延性，還會降低土木工程結構的整體抗震適應性。因此，越來越多的研究發現，單純通過計算鋼筋數量來設計和分析結構的抗震能力是不全面的。在土木工程結構設計中，不僅要突出需要加強的薄弱部位，還要突出不能被地震破壞的薄弱部位，以保證整個建筑主體結構的安全。由于基礎構件的嚴重破壞往往直接消耗抗震建筑的大量能量，建立正確的土木工程結構設計指導理念才是我國抗震建筑設計真正的基本指導思想。

5 加強土木工程結構設計安全性的措施

5.1 增強安全意識

施工企業和設計人員需要不斷增強安全意識。首先，施工企業要正確認識施工安全的重要意義。比如建筑安全存在明顯問題，將直接影響企業形象和聲譽。因此，我們必須高度重視設計工作。在設計工作中，我們可以選派專業素質過硬、工作經驗豐富的人員來完成工程計算工作，使計算工作既能滿足國家規定的要求，又能滿足工程的實際情況，維護工程結構設計的科學性和合理性，為結構安全保駕護航。此外，設計人員還應理性看待建筑安全的積極作用，更加重視土木工程結構設計，在實際施工中嚴格執行設計規范和標準，切實增強土木工程結構的安全性和合理性。

5.2 優化工程結構圖紙設計

對于土木工程而言，精確科學的結構圖紙設計，是土木工程施工的前提，否則，土木工程結構工程的安全性、耐久性將無從談起。所以，要求承建企業的設計人員的工作必須嚴格執行，只有如此才能保證土木工程施工工作井然有序地開展。設計圖紙的繪制工作主要包括以下幾點。

首先，承建企業的相關設計人員必須深入了解施工單位對結構設計的具體要求，全面地搜集相關信息，并且對結構細節進行標注，這樣才利于施工人員依照圖紙的標注來有效地開展工作。

其次，工程結構圖紙的設計精確性程度，直接關系著整個土木工程結構工程施工質量的好壞，所以，相關設計工作的人員必須嚴格執行建筑公司的規范標準，并且，還應當不斷進行學習和研究，努力增強自身的工作能力和專業程度。

最后，設計工作應該積極配合各個部門之間的工作，加強與施工人員或部門的溝通與交流。采納有效的建議，合理有效地進行圖紙設計。

5.3 適當提升建筑物抗震設計等級

如果土木工程結構抗震性能設計標準等級不合理，其結構抗震設計性能將大大降低。因此，為了進一步優化和提高土木工程結構的抗震設計性能，結構設計人員通常需要制定合適的設計標準等級來提高土木工程結構的抗震性能，以防止土木工程結構出現嚴重的變形、扭曲、鼓包等抗震現象。比如在各類高層土木工程中，結構設計人員需要用計算機分析軟件進行綜合統計分析，根據各個工程的物理剛度，準確計算出工程結構的扭轉力和位移。結構設計人員應不斷遵循建筑形狀的常規設計，符合國家相關技術規范，合理測量和判斷高層建筑的物理剛度，確保高層建筑的扭轉力和位移剛度在1.1～1.2之間。剪力墻和簡化連梁的要求應符合下列要求：當連梁跨度高度比不大于2時，需要考慮配置一個十字暗柱支撐；當連梁跨度的高度比不大于1時，可以考慮交叉暗柱支撐。

地震運動的主要原因之一是該地區地殼的垂直運動，這與內部地質和地理結構的運動密切相關。為了有效保證建設項目內部地質構造的運動結構更加合理，設計人員必須認真收集和分析具體地質和地理調查統計資料，并根據具體地質和地理環境條件，準確判斷和找出該地區地殼垂直運動的運動趨勢和特征，分析該地區的地震運動趨勢，確保區域土木工程地質結構總體布局和該區域地震運動趨勢大致處于相對垂直的運行狀態，有效降低特大地震對區域土木工程前期工程設計的不利影響。

5.4 提升剪力墻結構設計的合理性

在剪力墻結構設計過程中，在考慮滿足室內舒適性的同時，還要考慮外墻對于承重方面的影響，不能過度的追求舒適性而輕視建筑承重的極限。所以，在保證外墻尺寸合理的情況下，利用一些供暖以及制冷的方法提高建筑物的舒適性是非常可取的。如：高層建筑純剪力墻結構設計同樣也是允許的，剛度明顯大于剪力墻－框架結構，在抗震性能上，要明顯地優于框－剪結構，但是結構建設的成本要高于前者，若建設周期長或者是市場定位是高檔住宅小區等，優先設計剪力墻結構，但是同時也應避免大開式的剪力墻設計，墻體厚度為90mm，為增加用戶使用面積起到了作用。并且，剪力墻結構需要適量地增加框架，在結構體系的設計上，需要圍繞剪力墻進行全方位的分析，采取包絡設計等，且結構體系要清晰，框架柱按照EA實際情況確定數值，EI的取值要偏小等。不僅如此，軸壓比前提下，板梁混凝土的強度等級可以參考C25。

6 結束語

建筑設計對建筑的安全性具有顯著影響。土木工程結構需承擔較大荷載，維持建筑的穩定性和平衡性。因此，在建筑設計中，必須高度重視結構設計，完善結構抗震性能，注重結構設計合理性，做好樓板、配筋的設計工作，以增大整體工程的安全系數，加快現代化城市的前進腳步。