土木工程结构设计中安全性与经济性分析

乔栋

（山西大同大学，山西大同037003）

工程技术

土木工程结构设计中安全性与经济性分析

乔栋

（山西大同大学，山西大同037003）

对土木工程结构设计安全性与经济性的关系进行论述，对提高土木工程结构设计的安全性与经济性措施进行分析，以期提高土木工程结构设计质量，促进土木工程综合效益。

土木工程；结构设计；安全性；经济性

1 土木工程结构设计安全性与经济性的关系

土木工程结构设计的主要任务在于确保工程结构能够符合使用需求并具有较强的稳定性与安全性。目前土木工程的经济性位置逐步凸显，所以有效平衡土木工程结构的安全性与经济性是当今社会对土木工程结构设计的必然要求。这就需要在进行结构设计时，正确衡量结构设计的经济性与安全性，制定出合理的土木工程结构设计方案，选用最佳工艺技术，并采取合理的经济管理措施，以促使土木工程结构的安全性与经济性能够有效协调，从而确保土木工程质量过硬，经济效益最优［1］。

2 提高土木工程结构设计安全性的策略

2.1 积极完善有关标准规范

近年来，随着工艺技术的不断进步，我国土木工程结构安全性设计的相关标准得到了规范，但是要想确保土木工程结构的安全性，仍需积极完善有关标准规范并严格执行，在结构设计上避免出现工程安全问题，以保证土木工程结构设计的安全性。首先，国家相关部门应积极制定、完善和土木工程结构设计相关的标准与规范，从而让结构设计得以有序、规范的进行。其次，土木工程结构设计人员需认真学习并严格执行国家和行业发布的相关标准与规范，以保证设计的土木工程结构具有良好的稳定性与安全性［2］。

2.2 做好设计文件说明工作

结合实践来看，要想切实有效地提高土木工程结构设计安全性，做好设计文件说明工作必不可少。这是因为借助于设计文件说明工作不但可以使得施工人员能够准确掌握土木工程设计意图，并且有助于他们严格依据设计文件开展各项施工操作，从而提高安全性。对此，建设单位首先应当组织全体施工人员说明设计文件，随后准确将文件中相关内容进行阐述。需要特别注意的是，在进行设计文件说明工作中，建设单位针对较为复杂的设计时应将主要设计思路、施工方法以及要求等详细地说明给施工人员，最大程度地确保土木工程结构设计安全性达到预期［3］。

2.3 完善土木工程结构设计工作

2.3.1 科学设计转换层

在土木工程结构中，转换层是一个极为重要的承载结构，通过科学设计转换层能够有效提升整体工程结构的承载能力，从而降低上层结构对下层结构或是地基的强大作用力。所以，在设计转换层时，应当选择高性能的混凝土，并采用内部振捣器转换成混凝土浇筑，确保混凝土强度达到结构承载力的标准［4］。

2.3.2 合理设计内力组合

由于土木工程结构的内里组合与整体结构的抗震性能息息相关，因此在进行结构设计时，必须对内里组合进行合理设计，以确保工程结构具有良好的抗震性能。在选择材料时，应当选用具有良好抗震性能的建筑材料，并确保所选用材料强度符合工程结构抗震需求。此外，还应结合偏压柱、受弯梁、受剪及构件承载力等情况来合理调整系数，以提升整体工程结构的抗震能力。

2.3.3 加强结构耐久性设计

根据土木工程结构设计研究发现，目前许多设计人员在结构耐久性设计中更多关注的是不同荷载作用情况，而没有考虑到环境因素所具有的影响，这就极易导致土木工程中混凝土、钢筋等被腐蚀，不但导致结构设计安全性无法实现，更会造成土木工程存在重大安全隐患。对此，可以通过两方面措施做好此项工作：首先，规范设计人员设计工作，要求他们严格依据相关要求开展土木工程结构耐久性设计；其次，加强审核，在设计人员提交设计后，建设单位应组织专家进行严格审核，一旦发现问题应要求设计人员修改，直至审核通过为止，从而最大程度地保障土木工程结构耐久性设计达到相关要求［5］。

2.3.4 科学设计地基结构

地基是土木工程的基石，结构质量优劣直接关系着整体工程结构的安全性能，因此做好地基结构的设计工作不容忽视。在设计地基结构时，应当全面了解地基所在区域的地质条件、土层情况、温度、水位等情况，并对土木工程使用功能以及周围建筑物的地下设施位置、标高等内容进行全面考虑，以确保工程地基的安全与稳固［6］。

3 提高土木工程结构设计经济性的策略

3.1 综合评估设计方案

设计人员应当在设计前采取一定的经济性限制控制措施，并以相关设计部门设计出的报价来作为工程结构设计的经济性指标，以最大限度降低成本。其次，还应对结构设计的各个阶段进行图纸规划，避免无效工程量的出现。再者，应对结构细节施工进行优化，避免出现反复施工、返工的现象，从而导致成本增加。最后，还应对工程结构设计进行预算管理，统一管理设计过程中所需要的建筑材料，并形成一个明确的经济性指标控制系统。

3.2 做好多参数设计安全累积问题控制工作

受诸多因素影响，土木工程结构设计中常常产生多参数设计安全累积问题，譬如在钢筋混凝土结构设计中往往需要考虑到成本、安全等参数，这就造成多参数设计安全累积问题，进而导致结构设计经济性大大降低。因而要想切实有效地提高土木工程结构设计经济性，这就必须做好多参数设计安全累积控制工作。建设单位在选择土木工程结构设计方案时应评估不同参数变化所造成的经济性影响，随后对主要参数进行适当调整，从而最大程度地提高土木工程结构设计经济性。

3.3 做好与相关部门的协调与沟通

由于土木工程结构设计涉及内容众多，不单单指施工方面的问题，通常还涉及到许多辅助性工作与资料，因此在设计过程中，应当加强与各部门的沟通与协调，以便于获得更为全面、有效的信息与资料，为结构设计提供更多可靠性的参考，从而有利于结构设计经济性的提高。此外，加强与相关部门的沟通与协调还有利于结构设计以及工程进度的按时完成，并起到控制生产成本的作用。

3 结语

在进行土木工程结构设计时，应在确保结构设计安全性的基础上合理控制工程结构的经济性，始终坚持“安全第一”的原则，以安全来促进工程的发展，确保工程设计以及建设的经济性，做到二者的相互平衡与协调，从实现土木工程结构的安全稳定、持久耐用以及效益最优。

［1］薛扬欣.土木工程结构设计安全问题分析及策略研究［J］.华东科技:学术版，2012（16）：28-30.

［2］李凯.基于安全性、经济价值前提下的土木工程结构设计［J］.中国建筑金属结构，2013（20）：57-59.

［3］余添朋.提高土木工程结构设计中的安全性及经济性的方法分析［J］.江西建材，2016（14）：31-35.

［4］屈生军.安全性与经济性在土木工程结构设计中的应用［J］.城市建设理论研究（电子版），2012（6）：21-22.

［5］杨晓峰.如何保障土木工程设计工作的安全性与经济性［J］.山西建筑，2014（29）：83-85.

［6］梁倩，林红利，许龙.浅谈土木工程结构设计中实现安全性与经济性措施［J］.四川水泥，2015（5）：29-31.

（编辑：贾娟）

Safety and Economy of RC Structures Design

Qiao Dong
（Datong University，Datong Shanxi 037003）

To civil engineering structure design，the essay discusses the relationship of security and the economy，on how to improve the safety of civil engineering structure design and economical measures were analyzed，and in order to improve the quality of civil engineering structure design，promote civil engineering comprehensive benefit.

civil engineering；structure；safety；economy；analysis

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.14.09

TU318

A

2095-0748（2016）14-0021-02

2016-06-06

大同大学教学改革项目，项目名称：《材料力学》基本原理在土木工程专业结构设计教学中的研究与应用，项目编号：XJG2015105

乔栋（1981—），男，山西大同人，硕士，工程力学专业，现在山西大同大学任教。