水利工程建筑物结构设计存在的问题及对策

李艳红

【摘要】尽管目前我国在水利工程建筑物的结构设计方面取得了进步，但依然存在着一定技术性缺陷问题，为了提升水利工程的防洪能力，需要就水利工程建筑物开展全面合理化的结构设计工作，从而促使建筑物结构的质量得到有效提升。

【关键词】水利工程；结构设计；问题及对策

引言

在开展水利工程设计工作之前，应当就建筑材料的选取与应用予以周到、细致的考量。水利工程建筑牵涉多项专业工程领域的学科知识，对于水利工程师的专业技能与设计经验均有着极高的标准要求。

一、水利工程建筑物结构设计中所存在的问题

1、水利工程的标准等级划分不明确

水利工程的不同等级决定了水利工程的规模和投资，而水利工程等级划分不明确会造成严重的后果，标准过高则会导致物资浪费，标准过低会导致资金不足、达不到预定目标。因此，为水利工程建设按照标准明确地划分出等级是十分重要的，其中可以根据水文资料、规模、效益，严格按照规范规定确定工程等主要建筑物级别和相应的洪水标准等来划分。

2、为项目准备的资料不全面

在施工之前，施工项目准备充分的基础材料，材料是否准确和全面是影响工程设计质量的一个重要问题。因为设计方案的选择、计算公式的引用和参数的确定都要以施工现场的地质、水文、气象、水资源等情况为基础来进行。有了可靠的材料依据，才能设计出准确的方案。如果资料不准确将直接导致设计的错误，哪怕是很小的错误也会造成非常大的不良后果。所以，不能直接根据找到的不全面的资料进行水利工程设计，要对材料加以认证，检验它的真实性，再确认没有任何问题的情况下再进行水利工程设计。

3、经济观念在水利工程设计中体现的不明显

一些水利工程设计单位或者是设计者缺乏经济观念，在设计过程中没有对方案进行严格管理和把关，导致很多不良后果和经济损失。水利工程设计单位或者是设计者本人要尽可能的制定详细的方案，增强经济观念，遇到错误迅速修改，不影响工程建设的进程。因此，在水利工程设计中必须要加强技术经济理念。

二、水利工程建筑物结构设计对策

1、提高设计图纸的精确性

传统的设计技术以人工为主，而CAD技术主要依靠计算机技术，计算机作为先进的科学设备，其图纸绘制能力与数据计算能力是人类无法比拟的，应用计算机对工程图纸进行绘制，可以确保图纸的准确性，提高其有效性与可行性。传统的设计需要多个设计人员经过长期合作才能完成，设计周期较长，人力资源、物力资源以及财力资源投入较大。而应用CAD技术，一个设计人员进行计算机操作即可，设计周期最长不会超过一周，如果设计方案难度系数较小，一天即可完成，相较于传统技术绘制的图纸而言，计算机图纸的准确性以及清晰度更好，不仅缩减了设计周期，还提高了设计质量。应用CAD技术，可以将水利工程的坝面曲线、以及水位较低处的水库曲线清晰且准确的绘制成图纸，即使水利工程的结构具有较强的复杂性，该技术也能准确设计出来。

2、加强混凝土结构设计

首先要考虑混凝土的承载力，承载的极限状态是结构材料过度变形已经无法再负重的状态，例如在水利工程建筑的挡水坝结构设计中，应该将承载极限状态作为出发点，设置一个应力约束极限状态，通过这些设置测出混凝土的不连续点，要尽力控制裂缝的产生。裂缝的控制也就是另一个需要考虑的问题，它在混凝土的结构设计中占有举足轻重的地位，因为许多水利工程建筑结构设计都是很大程度上受制于裂缝的宽度而不是极限承载力，所以采取科学有效的措施来防止裂缝的产生尤其重要。对外在环境条件，承载能力、材质种类、受压程度以及材料的使用期限来进行综合分析，确定不同安全等级下的最大限度的容许裂缝标准，水利工程建筑物的裂缝控制难度较大，因为它不是常适用裂缝控制的标准的杆件系统。水利工程建筑物的裂缝控制需要做好混凝土构件的抗裂性的监测和评估，通过专业化的方法测定出裂缝承载度，综合考虑混凝土和钢筋的特质进行该工程建筑物结构设计。

3、重视水平和侧移方面的设计

对于建筑的水平承载力和侧移的设计，是建筑结构设计中不可忽视的一部分。在现在建筑结构设计中，一般建筑要重视垂直方向的轴向承受力，而在高层建筑中会更加重视水平承载力。因此，在进行建筑的结构设计中，特别是对高层建筑的建造，一定注重对其水平的承载力进行精密的计算。同时因为高度的关系也影响到侧移的大小，因此对结构侧移的设计直接关系到建筑的稳固性。随着建筑高度的不断的增加，在进行建筑结构设计时要保证结构的强度和抗侧移能力，即使发生侧移，也能在可控范围内。因此，必须注重对建筑结构的水平承载力和侧移的承受力，才能保证建筑的安全性。

4、有效检测设计方案

应用CAD技术，可以采取三维立体渲染的方式对设计方案进行检验。CAD技术具有良好的三维形体绘制功能，设计人员可以先绘制出水利工程的三维形体，然后利用CAD技术渲染，渲染的内容有很多，例如，光源筛选、阴影筛选、材质筛选等，除此之外，为了确保渲染效果具有良好的观赏性，还要添加适宜的背景图片或是配图等。通过三维形体渲染效果图，可以从不同的方位、视角对水利工程的动态效果进行观察，然后选择适宜位置对水利工程进行剖切，对剖切断面进行观测，可以准确把握水利工程的形态美观感、环境协调性、工程作业量以及成本投入等方面，确保水利工程拥有良好的整体效果。

结语：

随着我国社会经济的快速发展，水利工程建设也取得了发展与进步，对水利工程项目的投资管理也愈发趋向于规范化、专业化与社會化，然而在此过程之中仍需继续完善。因而，就水利工程开展设计工作必须在严格依据有关规范规程要求下，同时结合施工中的监测和评估资料，综合比较分析，才能做出完美的设计。于此同时在设计中还要做好对施工技术与人员职责的明确要求，实现对人、物两方面的有效管理与控制，只有经过全面周密的设计才能够确保水利工程建筑物的结构设计取得较好的质量水准。

参考文献：

[1] 宋迪.试论水利工程建筑物结构设计的技术创新与实际应用[J].四川水泥，2016，（10）.

[2] 王喜春.对水利工程建筑物结构设计关键问题的研究[J].建筑工程技术与设计，2016，（28）.