水利工程建筑物结构设计关键问题探讨

田世福

摘要：为了满足人们日常的用水需求，我国的水利工程数量越来越多。基于对水利工程建筑物结构设计关键问题的探讨研究，论文主要从水利工程建筑物结构设计中的问题与对策以及结构设计的关键点等方面进行分析，希望能够为相关人员提供帮助。

关键词：水利工程;建筑物;结构设计;关键问题

1.    水利工程建筑物结构设计的问题

1.1  水利工程勘察工作不够深入

水利工程是一项复杂的过程，在建设之前需要对周围环境以及地质情况等进行勘察，并且制定详细的方案提高水利工程的质量。并且需要制定应急方案，对于可能出现的问题需要提早应对，对水工建筑的后期建设具有很大的帮助。但是目前由于种种因素的限制，对环境没有做到深入勘察，使用的勘察技术和手段不够先进，导致勘察工作与实际情况不符，结构设计出现漏洞，影响后续工作的顺利开展，勘察环节在水利工程结构设计中没有发挥出应有的作用。根据以往的经验可以了解到，水利工程中对环境的勘察不够全面和谨慎，对于工程的成本投入以及项目管理等都会造成很大的影响，因此企业要想提高经济效益以及社会效益，需要统筹协调，着眼于全局，深入对水利工程的勘察。

1.2  水工建筑物的设计等级标准不明确

水工建筑物的结构设计是以设计标准为基础，因此在设计的过程中需要对设计标准进行改进和优化，符合实际情况，如果标准制定得过高，则设计技术难以达到规定标准，并且需要投入大量的人力、物力、财力应对标准过高的情况，会造成资源的浪费，提高施工成本。如果标准制定过低，就会造成设计质量出现问题，影响后续的使用。因此等级标准的制定非常重要，目前在水利工程等级标准的制定方面存在标准不明确以及标准制定与实际不符的情况，因此在制定标准的过程中需要对相关数据进行深入分析，结合环境以及工程规模等因素进行优化。必要时组织专家作专门论证[1]。

1.3  水工建筑物的结构设计缺乏全面的数据

水工建筑物结构设计要想做到科学合理有效，需要对数据进行整理、分析，根据实际数据制定相应的设计方案。数据的收集需要对地理环境、气候、温度、水文等等进行收集，因此数据采集是一项大范围的，并且长期的工作，数据的采集要具有精准度，相应部门的数据更新要及时有效。对于地理位置良好的地区而言数据的采集压力较小，数据结果相对准确，但是对于偏远地区并且数据采集相对困难的地方，数据就容易出现错误。比如在实际的设计过程中，如果对于水文数据的收集缺乏有效性，就需要根据以往的数据信息进行推算，如果得到的数据与实际数据存在偏差，会导致水工建筑物的选型出现问题，直接影响后续的施工和使用，加大成本投入，降低企业经济效益，因此数据的有效性至关重要。

1.4  水工建筑物的结构设计缺乏长期规划

水工建筑物的结构设计是一项综合性的、复杂的工程，设计环节不仅要注重短期的利益，也要具有长远眼光，长期进行规划，提高项目的可靠性，满足未来的规划方向。水工建筑的设计是以环境设计为基础的，因此在设计过程中对于地理位置以及空间布局等都需要进行规划，与周围环境相协调，做到因地制宜，各功能区需要相互独立。在山区以及城市中对于水利工程的设计具有不同的需求，设计难度存在差异，城市中的水利工程为了可以保证给排水的质量，需要对周围限制因素进行分析。

2.    水利工程建筑物结构设计的关键点

2.1  注重整体设计的质量

实际上，总平面设计、建筑平面设计、材料设计以及外观设计等，都属于水利工程建筑物结构设计工作。总平面设计简单来讲，即为主要针对建筑物与配套设施展开的设计，通常情况下，其中包括水闸、水坝等基础类设施，也包括生活与管理房屋建筑、绿化设计等配套设施。在以往应用传统设计观念的时期，很多设计人员都并不重视配套建筑以及环境设计，从而导致水利工程建筑与周边建筑协调性极差，也不具备应有的美观性。经实践证明，优质的总平面设计能有效解决上述问题，其不仅能促进整体规划与设计的合理化与协调化，还能在提高水利工程建筑物功能性的基础上，增强其美观度与艺术感。在设计建筑物结构时，应将专业设备的布置要求作为根据展开平面布置，要注重与总布置图的设计方向相符;在建筑物外观设计中，在遵循协调原则的同时，也要注重与周边环境条件相结合，为水利工程建筑物和环境映衬与融合提供保证。

2.2  确保水闸设计的合理性

水闸设计是水利工程排水止水效率最重要的影响因素，也会在一定程度上决定建筑物的使用寿命。与此同时，设计人员在设计水闸的过程中，也必须明确消力池排水孔、翼墙排水孔和止水伸缩缝合理设计的重要性[2]。水闸排水的主要形式就是消力池底板排水，但极易在水压过大的情况下损坏，所以在设置时可通过降低渗透压力的方式，增强实际排水效果;水利工程渗水的排出，则主要依赖翼墙排水孔，在设计中合理增加渗径;在设计止水伸缩缝时，需选择合适的止水片材料，确保其与水利工程建设要求相符，施工中也要保证止水片的清洁，尽量使混凝土未牢固结合而导致的渗漏问题得到规避。

2.3  提高对混凝土结构设计的重视程度

在水利工程建筑混凝土结构中，极限承载力作为与破坏混凝土结构相接近的强度值，在极易导致混凝土结构变形的情况下，使建筑物稳定性与安全性受到严重影响。而优质的结构极限设计，能够使建筑物极限承载力相关的破坏问题得到有效处理，由此可见，结构极限设计工作有着不可代替的重要性。在水工重力坝挡水结构设计中，结构极限设计能够则起到更加重要的作用。设计人员需根据极限承载力的相关数据，限制最大拉应力，此时再通过增加应力约束的极限状态，有效控制测定混凝土的不连续点，进而达成将其约束在应力限值要求范围内的目的。另外，混凝土结构裂缝控制也必须得到相应的重视，设计人员需将项目的环境条件、鋼筋种类、荷载性质以及构件受力性质等因素充分考虑在内，在控制裂缝宽度的同时，增强水利工程建筑物混凝土结构的安全系数与耐久性，进一步提高其性能与使用寿命。

3.    结束语

综上所述，水工建筑结构设计的质量直接影响水工建筑的整体质量，因此在进行结构设计时需要提高对整体质量的重视，注重对环境等周围客观因素的勘察，提高设计的合理性，对于水工建筑结构设计中存在的问题需要对标准不规范以及审查不到位等情况提高重视，对问题进行分析，可以提出有效地解决方法，对结构设计进行长期规划，建设单位做好相关准备工作，制定合理的等级标准，从而提高水利工程的建筑结构质量，推动经济的长远发展。

参考文献：

[1]   黄晓锋.探讨水工建筑物结构设计中的相关问题[J].建材与装饰，2019（5）：295-296.

[2]   卢珊珊.探讨水工建筑物结构设计中的相关问题[J].珠江水运，2019（13）：74-75