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浅谈土木工程结构设计中的安全性和经济性刘瑞龙

发表时间：2021/6/15 来源：《基层建设》2021年第6期作者：刘瑞龙

[导读] 摘要：土木工程结构设计作为建筑工程建设过程中的重要环节，对建筑工程的整体质量有着极为重要的影响，结构设计的合理性对建筑整体的功能性、耐久性和安全性会产生直接影响。

        武汉理工大设计研究院有限公司湖北武汉 430070
        摘要：土木工程结构设计作为建筑工程建设过程中的重要环节，对建筑工程的整体质量有着极为重要的影响，结构设计的合理性对建筑整体的功能性、耐久性和安全性会产生直接影响。但在现阶段，我国在建筑结构设计中存在很多问题，影响了结构设计方案的合理性。论文从建筑结构设计的内容出发，对其存在的问题进行了分析，并提出了相应的解决对策，希望能推动建筑事业的长远与稳定发展。
        关键词：土木工程；结构设计；安全性；经济性
        引言
        在此阶段，人们对建筑物有更高的要求，包括建筑物的大小、功能、内部设备和外观。在要求质量的同时，还应确保经济利益的稳定性。随着科学技术和全球一体化的发展，新型的建筑技术和材料已被应用到建筑项目中，并且已经发挥了一定的作用。与传统的土木建筑相比，现阶段的建筑项目逐渐变得智能化。技术和自动化的发展大大提高了建筑工作的效率，降低了投资成本，解决了施工过程中的问题。
        1土木工程结构设计概述
        土木工程建筑结构设计通常涵盖了上部结构设计以及基础设计。其中，基础设计依托工程地质勘测包括、上部结构类型、上部结构的荷载效应，以及实际施工技术水平、材料供应情况，进而对基础形式以及材料强度等级的确定，通常情况下，分为浅基础以及深基础；基础底面积的确定以及地基承载力的验算，以及基础内力计算及配筋计算；对必要的结构措施进行确定。上部结构的设计，主要分为了框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构、框架核心筒结构、筒中筒结构、砌体结构。在设计过程中，根据土木工程设计对结构体系进行确定，对结构的材料进行确定；平面布置结构，初步选用材料类型以及强度等级等，对构建的截面尺寸进行初步确定；结构荷载计算以及各种荷载作用下，结构内力的综合分析；载荷效应组合；构件的截面设计。在设计过程中，还涵盖了一些必要结构措施，应根据结构专业知识规范设计。
        2土木工程结构设计中存在的问题
        2.1土木工程结构耐久性设计存在的问题
        对于土木工程结构的构件与设计来说，需要要求这些构件具有较长时间的耐用性。特别是对于土木工程结构的一些外部结构，由于暴露在外会受到长期的外界因素或者是人为因素的影响，需要要求这些外部结构具有好的质量。如果土木工程的外部结构受到破坏，这样就会影响土木工程整体的使用或者是外观形象，需要安排专业的人员进行及时的养护修理，防止再次出现破坏土木工程整体的结构安全受到影响。另一方面，如果建筑材料发生老化或者是外部结构受到的损坏程度较高，这样可能会导致土木工程内部的结构出现安全隐患。因此全面提升土木工程结构的设计耐久性是延长土木工程结构使用寿命的重要基础。
        2.2设计图纸不明了
        完善的结构设计图是土木工程施工顺利进行的重要依据，图中必须标出建筑结构中的每一个细节，包括结构类型、材料选择以及抗震等级等。但在实践中，不少设计人员提供的设计图都存在内容不清晰、不明了或与实际情况不符的问题，主要是在开展结构设计前，没能深入施工现场进行勘察工作，也没有制订周密完善的施工计划，缺乏对建筑工程施工条件的准确把控，在这种情况下，设计出的结构图往往缺乏合理性，与实际情况存在一定的矛盾，无法为工程的施工建设提供可靠的依据。
        2.3整体性比较差
        随着土木工程施工结构设计的发展，结构完整性差的问题尤为突出。不能够全面的进行土木工程建筑分析，结构设计中出现了分散的问题。因此制定了不同的区域设计计划。主要现象是土木工程被排除在工程之外，土木工程建筑结构的整体形状不牢固，不仅会造成结构本身各个部位的缺陷，而且还会造成一般建筑之间的不一致。导致土木工程和周围建筑物环境不协调，这会降低居住者的幸福感，并导致土木工程建筑物无法长期发展。此外，这些问题还可能导致不利影响，例如环境污染，文化破坏和能源浪费。

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        3土木工程结构设计中的安全性和经济性措施
        3.1设计完善与规划
        在进行土木工程设计和建设的过程中，会涉及到众多的安全性的参数指标和各种数据信息等内容。为此，相关的工作人员需要对其进行严格的把控。结合具体的工作需求，选择合适的行业标准，对其进行合理化的限制。同时，还需要充分的考虑到结构设计的合理化对其所产生的影响，尽量的避免不必要矛盾和冲突的发生。在此过程中，着重的考虑到结构工程整体的安全性方面所产生的影响，尽量的避免安全隐患的存在，从而在最大的程度上提升整体设计的安全性。
        3.2优化图纸设计
        结构设计图的合理性关系着建筑工程施工能否顺利进行，需要得到足够的重视。在对建筑结构进行设计前，设计人员需要到现场进行勘察，了解现场的实际情况，保证结构设计能够很好地满足实际需求。同时，图纸设计应充分考虑各方面的影响因素，如建筑结构的整体布局、外观形态、承载能力等，保证设计方案的合理性和有效性。设计完成后，需要组织专业人员对图纸进行审核，及时修改不合理之处，确保结构设计的合理性。
        3.3适当选材，增强刚度设计
        建筑的质量和选材联系紧密，因此，一定要对建筑环境对材料生成的影响、建筑材料本身的受力特性等充分考虑到。同时，也需要思考材料自身的性能。建筑设计方需要在建筑材料选择的时候，一定要整体思考建筑项目的具体实况，尽可能多设计一些备选方案，同时进一步进行市场调查，也对各个材料综合比对，选定性价比高的材料，从而确保建筑项目具备安全性、综合经济效益。此外，对建筑结构设计的时候，刚度设计是相当关键的一环，由于建筑结构的抗震性备受抗侧移刚度所影响，所以，地基保持较好稳定性的地带，刚度设计的指标也能够适当降低一些，整体提升抗震性和降低共振，确保整个建筑质量。
        3.3强化信息化技术应用
        信息化技术与我国建筑事业结合日臻完善的背景下，土木工程结构设计中利用理论知识以及信息技术结合对工程进行设计，全面提高了其安全性。例如：土木工程设计人员依托统计学以及设计原理，对土木工程受损因素以及缝隙产生的因素进行探析的情况下，利用信息化技术，将各种原因进行分类以及识别，将受损因素的发生概率以及发生规律进行统计分析，并将分析结果通过信息技术直观化呈现，为我国工程设计提供有力的数据参考。
        3.4严格控制成本
        在土木工程经济方面的管理时，需要充分的考虑到成本方面的影响，在工程的招标初期，就需要结合安全性和经济各方面的因素进行综合性的考虑，从而在最大的程度上提高整体工程的建设质量。现在的新设计的时候需要充分的考虑到时代的发展变化对其所产生的影响，建筑企业在发展过程中，需要结合现代化的设计技术和方法等不断的改善，从而更好的提升企业的经济效益。结合一些现代化新型建筑材料的优势，对其进行优化升级，降低其对环境的影响。
        结束语
        综上所述，对建筑安全性造成影响的因素有很多，通过提高安全意识、优化结构设计、加强结构抗震性能设计、做好施工管理等方式，能够有效解决建筑结构设计存在的安全隐患。对于建筑工程来说，建筑结构设计是非常重要的。对于建筑结构的设计来说，必须要以安全为基础，严格按照国家对于建筑结构设计的相关规定，提升建筑整体的安全质量，全面推动我国建筑结构设计行业的快速发展，为人们提供安全可靠的建筑。
        参考文献
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        [2]曹玉虎.浅谈土木工程结构设计中的安全性和经济性[J].居舍，2020（3）：94.
        [3]金扬.土木工程结构设计中的安全性与经济性探讨[J].现代物业（中旬刊），2020（1）：82.