摘要:土木工程是建筑工程的重要组成部分,在建筑事业高速发展和腾飞的背景之下,我国土木工程技术有效提升,但是在实际的工程建设中,由于多种因素的影响,土木工程结构设计还存在有多种技术缺陷,安全事故频发,这些都严重影响了土木工程结构设计工作的高质量实施。做好安全工作,降低成本支出,是土木工程结构设计中亟待解决的问题,也是本文探究的焦点。
关键词:土木工程;结构设计;安全性;经济性
1 导言
随着中国建筑业的蓬勃发展,土木工程领域也随之取得了很大的进步,但是建筑结构设计中安全性和经济性一直以来都没有得到很好的解决,成为了土木工程结构设计的两大难题,也因为这一缺陷土木工程的建设一直美中不足,对土木工程建设整体效果产生影响。因此,加强结构安全性和经济性方面的研究迫在眉睫,只有这样才能真正地提高工程质量和结构设计效果。
2 土木工程结构设计中的安全性与经济性的重要联系
对土木工程结构进行施工设计的时候,一个重要的因素就是防止出现安全隐患、提高建筑主体结构的使用效果。在近年经济社会持续快速发展的客观形势下,提高土木工程结构施工设计的经济效益也越来越被施工企业所重视。特别是在当今市场竞争越来越激烈的背景下,对于施工企业来说增强土木工程结构设计的安全性和经济性、增强企业的核心竞争力、不断适应市场经济竞争的形势、保证企业的经济效益和社会效益也变得越来越重要。同时,从土木工程结构设计的实际情况来看,一旦在结构设计中忽略了经济性,往往会导致设计结果同成本投入之间存在较大的差异。比如,在对混凝土结构土木工程进行施工设计的时候,通常要严格执行设计规范标准的要求,保证设计出来的建筑结构具有良好的安全性、稳定性,但在设计环节以及现场施工中经常出现这种状况:保证了建筑结构设计的安全性就会相应地提高施工成本,这就造成安全性与经济性方面出现了一定程度的矛盾。目前我们执行的混凝土浇筑结构施工设计规范,在设计中的安全性上考虑比较多的是施工材料质量问题,并不是单纯依赖于施工材料的剂量,所以如果需要考虑土木工程建筑结构设计的经济性就一定要关注施工材料的性价比问题。从这种意义上来说,结构设计中的经济性就侧重于施工成本同结构质量的对比数据。所以在对土木工程结构进行施工设计过程中就应当充分考虑安全性和经济性的相互协调、相互统一。另外在对土木工程混凝土结构进行施工设计的时候,其经济性的一个重要因素还要考虑钢筋的坚固程度和成本价格,这就需要充分考虑是使用密度比较低、坚固程度比较高的钢筋;还是使用密度比较高、坚固程度比较低的钢筋借以保证坚固设计中的安全性和经济性,以便能够选择使用比较科学合理的设计方案。
3 土木工程结构设计中的问题
3.1 低标准水平
在中国,土木工程结构的设计标准较低,这意味着建筑物的质量和安全性未达到标准要求,从而增加了发生事故的可能性并缩短了建筑物的使用年限。标准化程度低还对建筑物的承重能力产生一定的影响,还会造成土木工程结构不牢固,降低了土木工程的质量,增加了使用建筑物的风险因素。
3.2 缺乏安全性
在土木工程设计阶段,要想保证各项设计标准达到规定要求,工程结构设计符合安全的需要,就需要对设计中将会涉及的各项内容进行充分的考虑和分析。比如说,保证工程结构安全性最为重要的元素就是工程承载力和耐久性控制,只有对相关数据进行充分论证,才能保证工程结构的安全性。然而,在实际的施工环节中,对这部分内容的关注度相对来说比较低,安全规范和标准有着诸多不完善的地方。
3.3 缺乏良好的工程耐久性
房屋建筑的耐久性主要与承受一定载荷力后的工程寿命有关,但是目前尚不清楚都有哪些因素会影响它。中国幅员辽阔,从北向南延伸,并受到不同程度的太阳辐射,区域不同,太阳所提供的能量也不同,这使得中国的各个区域气候和环境变化区别非常明显,而且各个地区的气候条件都存在着或多或少的差异。因此,气候也已成为规划工程结构时必须慎重考虑的因素之一。因此土木工程的寿命也受到气候因素的很大影响,中国目前没有解决这些问题的具体法律规定,有些地区甚至还没有制定本地标准,尽管有标准,但仍存在相当多的漏洞。
4 提高土木工程结构设计中的安全性和经济性的措施
4.1 土木工程结构设计中的安全性提升措施
4.1.1保证结构分析计算结果的正确性
结构分析计算结果不正确,必将会对建筑事业的发展建设带来极为不利的影响,因此,需要保证结构分析计算结果的正确性。在设计过程中,设计人员应当根据计算机软件,结合不同的计算方式,选择合适的计算机程序与方法,结合具体情况判断当前施工中存在的缺点和不足,然后结合具体的施工情况作出科学合理的判断,保证各项施工的顺利实施。
4.1.2要规范制定土木工程的安全标准
土木工程结构设计工作并非是盲目开展的,在设计过程中必须要明确安全标准,前期的结构设计应当与后期的施工保持一致。同时针对已经完成的结构需要加强维护,定期做好各项检修工作,避免不符合安全标准的现象出现。政府部门还需加强对土木工程结构设计的监督管理,完善各项法律法规,保证设计内容是符合时代标准的,各项设计工作必须要积极地与时俱进,不断创新设计内容,这样也可以有效地保证工程结构设计的安全性。
4.1.3定期对土木工程结构设计进行安全检验
土木工程结构设计涉及到了多方面的内容,在具体的设计工作中,必须要对工程的各项实施情况进行仔细而全面的安全检验工作,这样可以快速地找出工程结构设计中存在的缺陷,保证各项工作的有序开展,提高工作人员的安全意识和责任心。
4.2 土木工程结构设计中的经济性提升措施
4.2.1要选取合理的标准图
标准图的使用可以最大限度地降低工程人员的施工量,提升施工效率和质量,同时其也能够有效地保证工程的安全性和经济性。但是需要注意的是,标准图的应用范围具有一定的限制,在一些特大型工程中标准图是不适用的,其可能不但难以降低工程成本,反而会导致成本增加,同时还将会对建筑设计风格产生一定的影响。因此,在应用标准图时,必须要慎重。
4.2.2加强各个部门之间的沟通与合作
土木工程结构设计与具体施工联系密切,结构设计也并非是设计部门单方面的责任,因此在施工设计工作开展期间,必须要加强与其他合作部门的沟通和交流,探究当前土木工程结构设计中存在的缺点和不足,不断的优化设计,进而有效地降低工程成本,保证各项施工工作的有序实施。
4.2.3做好成本投入控制工作
在土木工程结构设计工作开展期间,任何一项成本的投入都需要进行仔细而严格的核算,将安全性与经济性原则贯穿于工程设计的始终,对于不合理的投入不予批准。当然,控制成本的投入也需要在安全性得到充分保证的情况下实施,否则也将会对最终的结构设计产生不利影响,最终得不偿失,反而付出了更大的施工代价。
5 结束语
总之,土木工程与人们的生产和生活息息相关,因此土木工程设计的安全性和经济性日益受到关注。结构设计是土木工程的重中之重,需要各个方面的关注。为了确保土木工程的质量和成本满足有关要求,有必要加强对安全和经济方面的控制,并在土木工程结构设计的各个方面进行重大改进,以减少此类问题的发生。
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