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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土木工程结构设计存在的问题
2.1土木工程结构缺乏安全性
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。
2.2设计结构牢固性不强
土木工程结构是否牢固决定了建筑是否安全,更影响着建筑的使用寿命,因此进行结构的设计时首先要确保的就是结构要足够稳固。当前我国土木工程设计存在的最大问题就是土木工程的牢固性不强。对土木工程的结构进行具体设计时,容易在承载能力、耐久性等各方面出现一些偏差,导致产生计算上的偏差以及忽略的问题,为了确保具有较高的牢固性,就必须要充分考虑到发生重大灾害时建筑结构设计具有良好的冗余度,除此之外还要充分考虑到地质承载能力以及地质情况来论证土木工程的设计。但是当前我国土木工程结构设计对这些重视不足,这使得发生重大灾害时常出现建筑物大范围的倒塌、损害等。
2.3土木工程结构缺乏持久性
当前,随着高层建筑和超高层建筑的大规模涌现,在进行土木工程结构设计时,实际上对于荷载提出了更高的要求。高质量的荷载可以提升土木工程设计的持久性,比如说在满载条件下,对工程的持久性进行设计,如果工程仍然能够满足持久性的要求,那么就从侧面说明了持久性符合相关规定,但是,在我国的土木工程结构设计中,由于设计技术水平以及相关部门在工程管理上还存在有诸多不足,导致土木工程结构缺乏持久性。
3土木工程结构设计中的安全性与经济性的优化措施
3.1不断完善土木工程结构设计方案
设计人员进行结构设计的过程中,不仅要重视保障工程的经济效益,还需要积极优化完善原设计理论,积极引进先进设计技术与思路,从而对设计思路进行不断完善与创新。不断提高设计风险意识,结合实际情况来对结构设计中存在的不稳定因素进行重点规划与分析,进而对工程施工风险进行尽可能的控制。
3.2与相关部门的良好协调与沟通
由于当前建筑结构规划的内容非常庞大,因此,这不仅仅只是建筑方面问题,还涉及到建筑中使用的其他常规辅助工作和材料。因此,在设计土木工程结构时,应着重于加强各部门之间的沟通与协调,使设计部门可以获得更全面、有效的工程信息和数据,为工程设计提供更加安全可靠的指导。此外,在设计土木工程结构时,必须与有关部门进行密切的交流和协作,这样不仅可以更加快速地建成工程,而且可以帮助结构设计更加完美,最终达到控制项目成本造价的目的。
3.3积极使用新材料
进行土木工程结构设计的过程中,积极使用新材料将有助于明显提高建筑工程的安全性。经济不断发展、科学技术水平越来越高的当前,土木工程新兴材料越来越多,并且这些材料还在土木工程的施工中得到了广泛的应用,这为我国土木工程建筑行业的发展带来了强大的动力。例如,将纤维复合材料应用于土木工程中,有助于提高建筑结构的安全性,进一步提高建筑质量,也能减少材料成本,其具有较高的应用价值。
3.4加强坚固的设计
在现在的阶段,大多数设计通常都非常重视负载下的耐用性,但忽略了各种外部环境元素对结构的影响,这使得人们忽略了钢筋混凝土和其他环境因素(例如腐蚀)的影响,从而间接导致建筑使用年限缩短,降低了建筑的耐用性和安全性,最终危及整个项目的安全性。因此,在结构上,有必要提高耐久性的设计,对于不同环境的特殊情况,必须设定各种初步判断和处理措施,面对不同的情况给出最合理的解决措施,根据实际情况制定设计方案。设计完成后,需要进行审查和评估,如果发现问题和漏洞,则必须立即进行纠正,有效地规避掉风险。
3.5合理应用信息模型技术对结构设计进行调整
在土木工程建筑结构设计过程中,合理应用建筑信息模型技术就有重要作用。能够对不同信息进行处理,与过去常用的CAD为主的软件技术相比具有较大优势。土木工程建筑结构设计人员通过建筑信息模型技术能对不同工程信息进行处理,然后补充数据库建设,通过完善的数据库能够根据项目建设要求随时对工程信息进行查询,使得信息之间联系性更高。通过数据库建设还能对设计总量与设计时间进行优化,防止后续施工中出现较多修改部分。相关设计人员能够随时查询不同资料,提升设计效率。土木工程建筑结构中安全性与稳定性至关重要,对此方面进行设计能够全面提升设计质量。设计人员要从施工场地和建筑结构不同角度出发,全面提升建筑结构设计成果。通过应用地理信息系统使得信息能够有效采集,更好地掌握不同信息要素之间的联系。通过建筑信息模型技术能够对建筑材料、外观等方面进行直观展示,能够融入不同信息数据,对建筑项目舒适度、采光情况、节能效益等进行控制,提升设计合理性。比如钢结构设计中,在建模结构处理中能够使得不同构件之间有效对接。在模型基础上明确施工中需要重视的问题,强化设计与施工质量。
3.6综合考虑各种设计参数
土木工程进行结构设计时需要对大量设计参数进行计算,这些参数时常会存在安全积累问题。以钢筋混凝土结构设计为例,设计过程中就常见安全因素以及成本因素,常见的钢筋数量、面积以及材料等都会对结构的经济性以及安全性造成影响。进行设计的过程中,要评估、选择多种设计方案,了解最新规范对于结构设计各方面的规定,根据参数的变化以及合理选择来对参数进行综合衡量,采用最主要的参数来协调安全性与经济性,确保最终选取参数的可靠性以及准确性,进而保障相应的土木工程结构能够实现较为理想的可约束性。
3.7强化相关设计人员之间的交流协作
在建筑结构设计工作开展之前,相关设计人员需要与不同部门之间加强联系,通过交流协作能够整合设计主要方向与施工要求,使得设计活动能够更好地提升对建筑物的要求。当工程项目发生变化之后,设计人员要与投资商之间交换意见,提升结构设计合理性。设计人员和施工人员要强化沟通交流,掌握地基基础基本用途。针对整体难度较大的图纸设计,相关设计部门要积极组建专业化设计研究小组,对施工现场地质情况进行全面勘查,根据具体勘查结果拟定施工方案。
4结束语
总之,土木工程结构设计的安全性与经济性涉及到了多方面的内容,要想真正地保证土木工程结构设计的安全性与经济性,还需结合工程结构特点,从多个领域入手,这样才能真正地保证土木工程结构设计达到规定的要求,进而推动我国建筑事业朝着更好的方向发展建设。
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