土木工程结构设计的控制措施

王泽宇　白从艺

【摘 要】随着社会经济的飞速发展，我国建筑行业的不断进步，土木工程结构设计也越来越受到重视，文章主要对土木工程结构设计的控制措施进行了相关探析，希望可以通过本文可以给广大结构设计工作者提供参考。

【关键词】土木工程；结构设计；控制措施

近年来，随着各种土木工程拔地而起，为人们的生活提供了便利，然而土木工程事故频繁发生，给国家造成巨大的经济损失，也给人民群众的生命和财产造成了巨大损失。虽然国家建委发出了质量终身责任制，并加强施工质量管理，事故有了显着降低，但由于设计的原因引发的事故比例却在呈现上升趋势。此外，因为设计师害怕承担责任，施工结构设计过于保守，也给国家造成了巨大的经济浪费。本文就这一问题作了以下浅要分析，希望可以有助于我国土木工程结构设计的控制措施的完善。

一、土木工程结构设计存在的问题

结构设计是结构工程最重要的质量指标，结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准，也与结构的正确使用（维护、检测）有关。工程的安全性主要决定于设计者的结构的设计，当然此外也有施工者的水准问题，也与结构的合理使用与维护、检测紧密相连。目前，建筑部门关于土建结构工程设计的安全管理水准较低，而国际上同类规范较高，出现事故较少，即使出现重大天灾人祸，损失也较轻微。我国土建结构工程设计规范的欠缺就表现在牢固性方面差，结构构件没有足够的承载能力。结构的整体牢固性是建筑安全的保障，是土木建筑工程结构的安全设计的第一要考虑的问题，安全设计，即便建筑局部出现损坏也不会引起其它部分损坏甚至大范围连续破坏倒塌造成极大的损失和悲剧，这是安全设计应具备的最基本的能力，然而由于土木工程結构设计在我国起步晚，发展比较落后，在实际操作中出现了很多问题。

1、安全设计不够

工程设计规范的安全设置水准偏低。对土建结构工程的设计来说，结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、安全系数范围的定位、结构工程的整体牢固性与结构工程的耐久性等几个方面。我国土建结构工程的设计规范的安全设计及设置水准，总体上要比国外同类规范低。这使得在工程施工中难以按照实际的去施工，是导致施工质量低的根源。

2、工程整体牢固性欠缺

工程设计规范的整体牢固性差。土建结构工程除了结构构件要有足够承载能力外，结构物还要有整体牢固性。结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的而应该具备的最基本的能力，或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度，用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错导致的灾难后果，可以减轻灾害损失。而我国这方面的问题并不少见，很多工程的整体性差，因火灾、地震、人为破坏而造成的整体倒塌另人瞩目，尤其是在地质情况复杂、土质承载能力差的地区，在土建结构工程设计时不重视设计与设计前的论证及安全等级，造成的问题十分普遍，所造成的后果也是触目惊心。

3、工程耐久性，养护维修意识不强

土建结构工程的耐久安全性差、正确使用与维护意识相对较差。我国土建结构的设计与施工规范中，把土建结构工程耐久性的重点放在各种荷载作用下的结构强度要求上，而对环境因素的作用（如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀）下的耐久性要求则相对考虑较少或基本不考虑，并且在很多方面没有细致的规范。而混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故或降低土建结构的使用寿命的问题十分普遍，不仅仅是设计单位忽视了其严重性，就其使用者也没有足够的认识，其普遍性和严重程度已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害。

二、加强土木工程结构设计的控制措施

1、增加结构的耐久性

我国土木工程的设计往往只重视不同荷载作用下工程的安全性和耐久性，而忽略了环境因素对土木工程的耐久性和安全性的影响，比如：湿度、温度、土和水的酸碱度、化学腐蚀等等因素。而这些因素恰恰是影响混凝土和钢筋使用寿命的主要因素。忽略了这些环境因素，对土木工程的耐久性和安全性造成影响，存在重大安全隐患。土木工程的结构设计完稿后，经过审核等没有问题之后，并不代表从此不再修改设计稿。在后续的施工过程中，设计人员和施工人员还要保持密切的联系，当施工中遇到问题、难题，应及时通知设计人员来核对图纸、解决问题、修改设计，否则，易造成重大事故的发生。

2、重视设计的安全性

①从管理上保证设计的安全性。选择资质等级高、实力强、管理先进的设计单位，掌握最先进的设计理论及设计方法，拥有最先进 的设计设备，其设计人员素质较高，设计经验比较丰富，其设计成果质量往往也很高。②加强理论学习，熟练掌握设计计算理论及方法，设计人员对设计计算理论及方法的掌握程度直接影响设计质量。③一般来说，设计者考虑到的设计计算项目都能满足安全要求，但通过研究分析表明，设计事故多数是由设计者疏忽而漏掉某个项目引起的。所以在设计时要认真对待，对于每一部分的数据都要认真核对。④设计图纸要详细。由于施工人员素质差异很大，设计者应该本着吃苦耐劳、严谨细致的态度对某些细节详加说明以便于不同的施工者都能理解图纸的意思，能够严格按照图纸进行施工，从而避免因图纸的问题造成的工程质量事故。⑤加强过程监管发现问题及时修改设计。设计文件审核实施后，设计单位与施工单位要保持联系，及时纠正施工人员的理解错误，对发现的问题要及时核对设计，发现错误及时改正。对施工人员提出的建议，要给以足够的重视。

3、重视结构设计的经济性

①在保证经济性方面可以利用投招标进行设计方案、造价等综合性的评估和选择，即在项目设计前就对经济性进行一定限度的控制，利用专业的设计单位所提出的设计报价形成一个清晰的经济性指标，以此降低成本的浪费。②在结构设计中应当鼓励设计人员采用灵活的设计思路和方法，不要一味的利用标准图进行设计。采用标准图虽然可以降低设计工作量、加快结构设计进度，也可相对减少设计失误率，但此种设计方式往往不利于降低工程结构造价，因为标准图设计是按照相应的安全规范标准进行标准图形选择，而高标准意味着高成本。因此在设计中应当发挥设计人员的能力，在设计中利用合理的结构方式既能保证安全又能降低成本。③在施工中应协调好各个相关部门的关系，以获取更多准确的资料和帮助，以此降低成本。土木工程中结构设计涉及到的不仅仅是单纯的施工问题，还需要大量的辅助性资料和工作，如地质勘查的资料和数据、检验检测数据等。因此设计人员应当在设计中与多个相关部门进行合作，利用全面的资料和数据来辅助提高设计的经济性。因为环境气候、地质结构等因素将对设计的标准和安全需求产生直接影响，也会影响到结构设计的经济性。

4、加强土木工程结构设计的减震设计

减震的思路是根据结构的震动反应，通过自动控制或者执行系统，主动的对结构施加一定的控制力，达到减小震动对结构的负面影响。从控制理论上看结构减震的方式主要有两种：一是被动控制技术，此种方法没有外部能源的供给，也称之为无源控制技术。主要包括了隔震与减震两种，主动控制技术则是为系统提供能源供给，也是一种有源减震技术。

三、结语

综上所述，土木工程的安全性和耐久性是土木工程的最关键问题，它关系着工程质量和使用寿命，并且同时也关系着人民生命和国家财产的重大问题，因此土木工程的安全性和耐久性值得进一步探究，以促进其更加科学化、合理化。

参考文献：

[1]高宇.我国土建结构工程的安全性与耐久性分析[J].吉林大学学报，2008

[2]张林.土建结构工程的安全性与耐久性[J].高新技术，2009

[3]朱来庆.浅谈土木工程结构设计中存在的问题及对策J].黑龙江科技信息，2012.5.