土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的安全性與經(jīng)濟(jì)性分析

李洪濤

摘要：文章首先闡述了土木工程的基本特性，進(jìn)而分析了土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，并在此基礎(chǔ)上從安全性與經(jīng)濟(jì)性的角度提出土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略。期望通過(guò)本文的研究能夠?qū)ν聊竟こ探Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升和經(jīng)濟(jì)效益的提高有所幫助。

關(guān)鍵詞：土木工程；設(shè)計(jì)；安全；經(jīng)濟(jì)

1土木工程的基本特性

所謂的土木工程具體是指建造各類(lèi)工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)，其中既包含各類(lèi)技術(shù)活動(dòng)，如設(shè)計(jì)、施工、勘測(cè)、維護(hù)維修等，還包括各類(lèi)工程設(shè)施，如房屋建筑；公路鐵路；橋梁隧道、港口堤壩、機(jī)場(chǎng)、電站等等。正是因?yàn)橥聊竟こ讨兴婕暗倪@些內(nèi)容使其具備了如下特性：

1.1綜合性

通常情況下，一項(xiàng)工程設(shè)施的建造需要經(jīng)過(guò)三個(gè)階段來(lái)完成，即勘查、設(shè)計(jì)、施工，整個(gè)過(guò)程中涉及諸多的學(xué)科和技術(shù)，如水文地質(zhì)勘察、測(cè)量技術(shù)、建筑經(jīng)濟(jì)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等等，故此，土木工程是一門(mén)涉及范圍十分廣闊的綜合性學(xué)科。近年來(lái)，隨著工程實(shí)踐的不斷發(fā)展和科技的進(jìn)步，使得土木工程出現(xiàn)了諸多分支，如供熱工程、特種工程結(jié)構(gòu)等等。

1. 2實(shí)踐性

在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，土木工程都是借助大量的工程實(shí)踐來(lái)總結(jié)成功的經(jīng)驗(yàn)，并從失敗中吸取教訓(xùn)，這也是其不斷發(fā)展的前提和基礎(chǔ)。力學(xué)與土木工程實(shí)踐的結(jié)合是從17世紀(jì)開(kāi)始的，在不斷地發(fā)展中現(xiàn)已經(jīng)形成了結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)、流體力學(xué)、巖體力學(xué)等等，為工程建設(shè)提供了強(qiáng)有力的理論和技術(shù)支撐。

1. 3統(tǒng)一性

土木工程的統(tǒng)一性主要體現(xiàn)在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)這兩個(gè)方面上。人們?cè)诮ㄔ煲豁?xiàng)工程設(shè)施，總是力求以最為有效的技術(shù)手段和最少的資金投入，來(lái)滿足使用者的實(shí)際需求。大量的工程實(shí)踐表明，工程的經(jīng)濟(jì)性與各項(xiàng)技術(shù)活動(dòng)有著極為密切的關(guān)聯(lián)，其總體投資和建成后產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益均是衡量工程經(jīng)濟(jì)性的重要標(biāo)準(zhǔn)，只有使技術(shù)與經(jīng)濟(jì)達(dá)到完美的統(tǒng)一，才能建設(shè)出經(jīng)濟(jì)實(shí)用、安全穩(wěn)固的工程。

2土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀分析

從目前國(guó)內(nèi)土木工程的總體情況上看，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在以下不足之處：

2.1結(jié)構(gòu)耐久性方面存在不足

我國(guó)地大物博，各地區(qū)的自然生態(tài)環(huán)境存在較大的差異，同時(shí)，絕大多數(shù)工程中都需要以鋼筋、混凝土作為主要材料，而土壤的溫度、環(huán)境的濕度以及空氣中的酸堿度均會(huì)對(duì)鋼筋混凝土造成一定程度的影響，從而縮短其使用壽命，由此一來(lái)便會(huì)導(dǎo)致土木工程結(jié)構(gòu)的耐久性下降。造成土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)耐久性不足的主要原因是在設(shè)計(jì)過(guò)程中，忽視了環(huán)境因素對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，給結(jié)構(gòu)安全埋下了隱患。

2.2結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)固性不足

通過(guò)對(duì)一些土木工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查分析后發(fā)現(xiàn)，部分工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)穩(wěn)固性嚴(yán)重不足，由此導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)自身的承載能力較差，安全性堪憂，一旦發(fā)生地震、爆炸等事故，很容易引起結(jié)構(gòu)倒塌，輕則會(huì)給造成經(jīng)濟(jì)損失，重則會(huì)引起大量的人員傷亡。

2.3設(shè)計(jì)中常出現(xiàn)概念混淆的現(xiàn)象

在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，有的設(shè)計(jì)人員由于專(zhuān)業(yè)水平不高，經(jīng)常會(huì)將承重柱與構(gòu)造柱的設(shè)計(jì)搞混，從而嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增大了安全事故的發(fā)生幾率。構(gòu)造柱是磚混結(jié)構(gòu)建筑中的一個(gè)重要組成部分，它與梁柱配合使用，能夠防止墻體裂縫，有助于增強(qiáng)結(jié)構(gòu)自身的抗震性能，如果在設(shè)計(jì)時(shí)將構(gòu)造柱當(dāng)做承重墻，一旦建筑遭遇地震，在地震力的作用下，因構(gòu)造柱比承重柱的強(qiáng)度低，所以很容易引起結(jié)構(gòu)沉降、開(kāi)裂等問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐山Y(jié)構(gòu)倒塌。

3基于安全性與經(jīng)濟(jì)性的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略

在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，保證所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)定、耐久是最為重要的前提，并在這一基礎(chǔ)之上，盡可能節(jié)約工程成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化的目標(biāo)。

3.1提高結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計(jì)的有效措施

為了有效提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性，可采取如下措施：

3.1.1逐步完善相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，推動(dòng)了結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計(jì)的規(guī)范，想要使設(shè)計(jì)出來(lái)的工程結(jié)構(gòu)具有足夠高的安全性，就必須在設(shè)計(jì)過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。為此，加快制定并逐步完善與土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)顯得尤為重要，這既是確保高質(zhì)量工程的前提，也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全的有效保障。一方面國(guó)家有關(guān)部門(mén)應(yīng)當(dāng)加快土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的制定，以此來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行規(guī)范；另一方面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)國(guó)家及行業(yè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行認(rèn)真學(xué)習(xí)和嚴(yán)格執(zhí)行，確保設(shè)計(jì)出來(lái)的結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定、持久耐用。

3.1.2增強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的安全意識(shí)。由于土木工程涉及的范圍較廣，其中很大一部分都與人們的生產(chǎn)、生活相關(guān)，若是工程結(jié)構(gòu)存在安全隱患，則會(huì)威脅到人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全，鑒于此，必須不斷提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的安全意識(shí)，使其充分認(rèn)識(shí)到自身工作的重要性，并在具體設(shè)計(jì)中本著安全第一的原則。此外，還應(yīng)加大對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的培訓(xùn)力度，借此來(lái)提高他們的專(zhuān)業(yè)水平和操作技能，使之能夠更好地處理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的各種問(wèn)題，進(jìn)而確保設(shè)計(jì)出來(lái)的工程結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)固。

3.1.3對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行科學(xué)評(píng)估。在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性和穩(wěn)定性，它是整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提和基礎(chǔ)。為此，應(yīng)當(dāng)從安全性、經(jīng)濟(jì)性、合理性等方面對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，借此來(lái)確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。在具體評(píng)估過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)委任有資質(zhì)的機(jī)構(gòu)，并嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)定要求進(jìn)行，并以評(píng)估結(jié)果為依據(jù)對(duì)設(shè)計(jì)方案中存在的不足之處進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，從而使設(shè)計(jì)更加合理。

3.2提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)效益的途徑

在確保土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步降低設(shè)計(jì)成本，以此來(lái)提高經(jīng)濟(jì)效益，具體可從以下幾個(gè)方面著手：

3.2.1強(qiáng)化成本控制。應(yīng)當(dāng)在土木工程招標(biāo)階段選擇設(shè)計(jì)部門(mén)時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行招標(biāo)規(guī)則，確保招標(biāo)工作公正、公平、公開(kāi)，并以經(jīng)濟(jì)性為著眼點(diǎn)對(duì)參加競(jìng)標(biāo)部門(mén)給出的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行綜合評(píng)審，從中選出安全性最高、成本最低的方案。

3.2.2合理選擇標(biāo)準(zhǔn)圖?，F(xiàn)階段，在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，為進(jìn)一步規(guī)范工程設(shè)計(jì)，并減輕設(shè)計(jì)人員所承擔(dān)的責(zé)任，通常都會(huì)選擇標(biāo)圖。大體上可將標(biāo)準(zhǔn)圖的優(yōu)勢(shì)歸納為以下幾個(gè)方面：有利于減少設(shè)計(jì)工作量；能夠有效防止各種錯(cuò)誤的發(fā)生；有助于加快工程施工進(jìn)度；有利于對(duì)工程安全性和經(jīng)濟(jì)性的監(jiān)控。需要特別注意的一點(diǎn)是，標(biāo)準(zhǔn)圖適用于中小型工程設(shè)計(jì)與施工，若是將之應(yīng)用到大型的工程項(xiàng)目中，則會(huì)導(dǎo)致成本增大。所以在具體設(shè)計(jì)中，必須結(jié)合工程的實(shí)際情況，合理選擇標(biāo)準(zhǔn)圖。

3.2.3加強(qiáng)聯(lián)系與溝通。土木工程結(jié)構(gòu)建設(shè)過(guò)程中，從設(shè)計(jì)到施工需要多個(gè)部門(mén)協(xié)作配合來(lái)完成。由于其中的部門(mén)較多，若是聯(lián)系與溝通不到位，則會(huì)導(dǎo)致各種問(wèn)題的發(fā)生。為此，必須加強(qiáng)各個(gè)部門(mén)之間的聯(lián)系與溝通，借此來(lái)促進(jìn)工程按質(zhì)按量按時(shí)完成，從而降低成本，提升經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)論：

總而言之，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，推動(dòng)了城市化進(jìn)程的加快，土木工程隨之大幅度增多。然而，由于諸多因素的影響，使得土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量不盡人意，其中又以安全性方面的問(wèn)題最為突出。為此，必須采取合理可行的措施，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性、穩(wěn)定性，以此來(lái)延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的整體使用壽命，使其能夠創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)效益。

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