土木工程结构设计中安全性与经济性分析

乔 栋

(山西大同大学 山西省大同市 037003)

土木工程结构设计中安全性与经济性分析

乔 栋

(山西大同大学 山西省大同市 037003)

近年来，随着社会经济的发展以及人民生活水平的提高，土木工程结构的安全性与经济性的地位逐步凸显，如何通过设计土木工程结构以提高工程质量，降低建设成本成为了当前土木工程结构设计人员的重要课题。为此，本文将对土木工程结构设计安全性与经济性的关系进行论述，对如何提高土木工程结构设计的安全性与经济性措施进行分析，希望能为提高土木工程结构设计质量，促进土木工程综合效益的提高贡献一份绵薄之力。

土木工程；结构设计；安全性；经济性；分析

一、土木工程结构设计安全性与经济性的关系

土木工程结构设计的主要任务在于确保工程结构能够符合使用需求并具有较强的稳定性与安全性。然而在社会经济块状增长的今天，土木工程的经济性的位置也逐步凸显，所以，有效平衡土木工程结构的安全性与经济性进行设计是当今社会对土木工程结构设计的必然要求。这就需要在进行结构设计时，正确衡量结构设计的经济性与安全性，科学制定出合理的土木工程结构设计方案，选用最佳工艺技术，并采取合理的经济管理措施以促使土木工程结构的安全性与经济性能够有效协调配合，从而确保土木工程质量过硬以及经济效益最优。

二、提高土木工程结构设计安全性的策略

1.积极完善有关标准规范

近年来，随着工艺技术的不断进步，我国土木工程结构安全性设计的相关标准得到了规范，但是要想确保土木工程结构的安全性，仍需积极完善有关标准规范并严格执行，在结构设计上避免出现工程安全问题，以保证土木工程结构设计的安全性以及土木工程的安全与稳固。首先，国家相关部门应积极制定与完善和土木工程结构设计相关的标准与规范，从而让结构设计得以有序、规范的进行。其次，土木工程结构设计人员需认真学习并严格执行国家和行业发布的相关标准与规范，以保证设计的土木工程结构具有良好的稳定性与安全性。

2.做好设计文件说明工作

结合实践来看，要想切实有效地提高土木工程结构设计安全性，做好设计文件说明工作必不可少。这是因为借助于设计文件说明工作不但可以使得施工人员能够准确掌握土木工程设计意图，并且有助于他们严格依据设计文件开展各项施工操作，从而达到提高安全性之目的。对此，建设单位首先应当组织全体施工人员进行设计文件说明工作，随后准确将文件中相关内容阐述给他们。需要特别注意的是，在进行设计文件说明工作中，建设单位针对较为复杂的设计时应将主任设计思路、施工方法以及要求等详细地说明给施工人员，如此一来方能最大程度地确保土木工程结构设计安全性达到预期。

3.完善土木工程结构设计工作

3.1 科学设计转换层的

在土木工程结构中，转换层是一个极为重要的承载结构，通过科学设计转换层能够有效提升整体工程结构的承载能力，从而降低上层结构对下层结构或是地基的强大作用力。所以，在设计转换层时，应当选择高性能的混凝土，并采用内部振捣器进行转换成混凝土浇筑，确保混凝土强度达到结构承载力的标准。

3.2 合理设计内力组合

由于土木工程结构的内里组合与整体结构的抗震性能息息相关，因此在进行结构设计时，必须对内里组合进行合理设计以确保工程结构具有良好的抗震性能。在选择材料时，应当选用具有良好抗震性能的建筑材料，并确保所选用材料强度符合工程结构抗震需求。此外，还应结合偏压柱、受弯梁、受剪及构件承载力等情况来合理调整系数，以提升整体工程结构的抗震能力。

3.3 加强结构耐久性设计

根据笔者对土木工程结构设计研究发现，目前许多设计人员在其结构耐久性设计中更多关注的是不同荷载作用情况下，而没有考虑到环境因素所具有的影响，这就极易导致土木工程诸如混凝土、钢筋等因此被腐蚀，如此一来不但导致其结构设计安全性目的无法实现，同时更会造成土木工程存在重大安全隐患，因而这就要求建设单位笔者做好其结构耐久性设计。对此，笔者认为可以通过两方面措施做好此项工作：首先，规范设计人员设计工作，要求他们严格依据相关要求开展土木工程结构耐久性设计。其次，加强审核，在设计人员提交设计后，建设单位应组织专家进行严格审核，一旦发现问题应要求设计人员修改，直至审核通过为止，从而最大程度地保障土木工程结构耐久性设计达到相关要求。

3.4 科学设计地基结构

地基是土木工程的基石，做其结构质量优劣直接关系着整体工程结构的安全性能，因此做好地基结构的设计工作不容忽视。在设计地基结构时，应当全面了解地基所在区域的地质条件、土层情况、温度、水位等情况，并对土木工程使用功能以及周围建筑物的低下设施位置、标高等内容进行全面考虑，以确保工程地基的安全与稳固。

三、提高土木工程结构设计经济性的策略

1.综合评估设计方案

在设计前，设计人员应当在设计前采取一定的经济性限制控制措施，并以相关设计部门设计出的报价来作为工程结构设计的经济性指标，以最大限度降低成本。其次，还应对结构设计的各个阶段进行图纸规划，避免无效工程量的出现。再者，应对结构细节施工进行优化，避免出现反复施工、返工的现象而导致成本增加。最后，还应对工程结构设计进行预算管理，统一管理设计过程中所需要的建筑材料，并形成一个明确的经济性指标控制系统。

2.做好多参数设计安全累积问题控制工作

受诸多因素所影响，土木工程结构设计中常常产生多参数设计安全累积问题，譬如在钢筋混凝土结构设计中往往需要考虑到成本、安全等参数，这就造成多参数设计安全累积问题，进而导致结构设计经济性因此而大大降低。因而要想切实有效地提高土木工程结构设计经济性，这就要求我们必须做好多参数设计安全累积问题控制工作。为此，笔者认为建设单位在选择土木工程结构设计方案时应评估不同参数变化所造成经济性的影响，随后通过对主要参数进行适当调整，从而最大程度地提高土木工程结构设计经济性。

3.做好与相关部门的协调与沟通

由于土木工程结构设计涉及内容众多，其不单单指的是施工方面的问题，而且通常还设计到了许多辅助性工作与资料，因此在设计过程中，应当加强与各部门的沟通与协调，以便于获得更为全面、有效的信息与资料，为结构设计提供更多可靠性的参考，从而有利于结构设计经济性的提高。此外，加强与相关部门的沟通与协调还有利于结构设计以及工程进度的按时完成，并起到控制生产成本的作用。

四、结束语

总而言之，在进行土木工程结构设计时，应在确保结构设计安全性的基础上合理控制工程结构的经济性，始终坚持“安全第一”的原则，以安全来促进工程的发展，确保工程设计以及建设的经济性，做到二者的相互平衡与协调，从实现土木工程结构的安全稳定、持久耐用以及效益最优。

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TU7

B

1007-6344（2016）08-0093-01

乔栋，男，1981.10，山西大同人，硕士研究生，工程力学专业，现在大同大学任教

大同大学教学改革项目，项目名称：《材料力学》基本原理在土木工程专业结构设计教学中的研究与应用，项目编号：XJG2015105；