土木建筑工程结构的安全设计刍议

黄胜方

(淮北职业技术学院，安徽 淮北 235000)

受到建筑环境、建筑管理、监督方面的影响，土木工程建设周期长，对人们的生活产生较大的影响，因此，土木工程的安全性问题尤为重要。土木工程结构安全设计的关键点在于提升建筑结构安全性。[1]设计人员通过考虑多种因素对建筑结构施工及后期投产的影响，并采用可控的施工措施，降低建筑安全风险，如土壤环境问题、地基稳定性、建筑结构刚度隐患)，以保证土木工程的稳定性、牢固性等要求。[2]

1 土木工程结构安全设计存在的问题

1.1 抗震性差

四川汶川地震后，我国加强了对防震性能安全性的关注。抗震性作为房屋建筑安全重要的特点[3]，与人们的生命财产安全息息相关。但是，我国房屋建筑抗震性能还需要改革，开发商为了短期经济利益，施工容易出现偷工减料，以次充好的行为，严重影响了房屋建筑的抗震性能和安全性。对此，对应的施工设计人员要加强房屋建筑抗震性设计管理。

1.2 设计能力有限

工程结构设计是保证建筑稳定性，耐久性的主体设计。[4]科学、高效的设计能够提升建筑施工质量，减少施工材料，控制成本，全面推动工程建设效率，为建筑工程科学投产奠定基础。但是在实际的施工环境中，施工水平不足的设计会加重工程施工压力，严重影响工程施工质量。特别是在土木工程施工中，防水、防漏、抗震性等设计和施工指标往往有差异，例如建筑工程女儿墙结构的设计标高和建筑标高经常出现差异，施工伸缩缝的位置和宽度设计和后期施工差异也较大。

1.3 建筑结构施工安全隐患多

建筑工程结构是一个系统性的施工特征。其影响因素包括了材料质量、材料配比、地质条件，这些要素都要将其考虑进去，才能够增强土木建筑结构的稳定性。国内的一些建筑，结构整体稳定性较差，结构构件承载力设置较低。这需要对应的设计单位制定技术的规范，去解决存在的现实性问题。建筑施工中容易受到多方面因素影响，而在产品的结构设计方面存在着单一性。在施工中，土木工程施工会因为施工技术、自然环境、材料配比等因素发生明显的变化，会直接导致土木工程的安全性和耐久性不能够符合国家的标准和要求，这也为工程建设施工埋下了严重的安全隐患。

1.4 设计质量管理不足

对比于常规的建筑工程结构，土木工程的工程安全性检测设备和技术和水利、火电、机电等项目有明显的差异。这加大了建筑工程施工难度，且土木工程作为建筑工程的重要分支，需要建筑部门制定可行的程序检测和管理制度，有关部门对土木工程的管理缺乏监督，这就导致了土木工程质量由于缺乏政府的监督造成极大安全隐患，不利于土木工程的长远发展。

1.5 法律法规不完善

随着建筑工程的不断发展，建筑工程法律法规也得到了广大开发商的关注。以往的工程建设中存在施工偷工减料的影响，导致整个建筑工程的安全施工存在严重的隐患。这很大部分原因是因为施工监管不到位，法律法规管理不到位所致。对此，施工单位应当加强现场施工的监督管控。建筑工程安全结构设计本身也是一个综合性的项目，土木工程的前期投入资本，人工成本很大，若没加强施工管理，出现偷工减料，跨工序施工的现象，会直接导致建设方的资金管控和后期维护工作不到位，让整个建筑工程想出现严重的安全问题。

虽然我国针对建筑工程提出了安全投产前的竣工验收工序，但是这些工序缺乏强制性，导致我国工程建设市场存在严重的施工问题，且一些商家为了节约施工成本，选用有问题的钢筋，同时竣工验收的抽样检查，对整体施工检验结构的安全评估作的是非精细评估，这样就会导致施工验收风险，不能够保证建筑工程的安全性。

2 安全结构设计案例研究

2.1 工程概况

本次研究选取办公与住宅楼工程为对象，共有建筑面积为：15 849.56 m2。1#楼±0.00以上共18+1层，总高度为57 m；3#楼±0.00以上共18+1层，总高度为57 m。建筑结构安全等级为二级，防火分类为二类，耐火等级为二级，建筑场地类别为Ⅱ类，地基基础设计等级为丙级，本建筑结构设计使用年限为50 a,抗震等级为三级。本研究以工程安全结构为要点，分析了本建筑工程剪力墙框架安全设计要点(见图1)。[5]图1中，2～4级抗震等级框架梁KL、WKL箍筋加密区。

图1 框架梁设计

2.2 安全结构设计要点

设计时，满足板中钢筋从距墙或梁边50 mm开始配置，框架梁箍筋距墙或梁边50 mm开始配置箍筋。凡框架梁外皮和柱外皮平时，柱主筋在外，梁主筋在内。主次梁相交处，首先保证主钢筋位置，并在主次梁两侧附加主梁箍筋，其直径、肢数同主梁原箍筋，排数除特殊注明外，每侧设置四排。该设计方式基于抗震需求，对框架梁进行了抗震箍筋加密设计，提升了整个建筑结构的稳定性。

3 安全设计土木工程结构的保障举措

3.1 严格执行国家规范规定

设计人员在设计建筑体时，要遵循国家或行业规范，以保证建筑结构符合耐久性和功能性使用原则。建议设计工作开展前，工程队伍要针对现场勘测结果和建筑设计要求，对比投产预估和国家规范，行业标准进行预设计，以保证建筑物符合土木工程安全性建设要求。此外，主管部门也要以建筑工程建设管理为主，做好建筑工程管理和监督的工作，加强招投标监督管理，体现木土工程建设的严谨性和公平性。

3.2 加强建筑结构细节设计

对比西方的建筑安全结构设计要求，我国对建筑结构的设计研究还处于比较初级的程度。我国的建筑结构牢靠性、工程安全设置和结构规范认知理念等有待提升，对建筑工程结构的承重建设、环境认知和安全因素分析综合安全结构影响内容还需改进。为了提升土木结构安全性，建议从施工源头——“安全结构设计”入手，针对后期施工要求进行优化改善。施工人员可以根据土木建筑工程施工的特点，采用差异性的安全系数。[6]例如，建筑中的构造柱是与梁配合，用以防止墙体裂缝，能够提高建筑物的抗震能力；结合施工中现浇钢筋混凝土的约束作用，可以调整其楼盖梁的承载力，可以将其提高到原有安全系数1.5倍以上。

但是，国内现行的建筑施工软件计量的时候不能够直接反馈现浇楼板的约束作用。导致在实际的设计施工中容易出现应用问题。可见，安全结构设计和现场施工存在工程技术差异，若不直接考虑建筑工程结构在安全性和经济性方面的差异，会加重施工难度。对此，施工人员要紧抓独立构件，静定结构和竖向构件的施工，基于安全系数管控的基础上，调控楼板，楼盖板的安全系数，以此来降低工程造价，全面提升建筑结构的安全稳定性。[7]

3.3 提升设计图纸质量，减少设计误差

木土工程设计图纸是建筑工程的源头，也是整个建筑工程施工、管理和质检的依据。[8]建筑设计图纸设计的严谨性，也决定了后期工程变更乃至是工程材料，施工工艺技术的成效，其对整个土木工程建筑体系有重要影响。设计图纸是保证建筑结构稳定性的关键因素，这要求设计图纸严谨，详细，兼顾经济性。初步设计图纸也应当交付给安全部门，预算部门核算，保证施工细节合理，预防因为图纸疏漏造成施工错漏，对整个建筑结构稳定性造成影响。因此，建议设计人员加强检查，在兼顾设计要求和安全原则基础上提升安全结构设计质量。

3.4 采用科学的设计理念

结合建筑施工环境来看，土木工程设计图纸和设计人员的设计认知有直接关系。若设计人员能力不足，常将设计中的构造柱和承重柱区分不清，在施工中若是按照错误的设计图纸进行，将会极大地影响土木建筑的牢固性。为了预防不科学设计结果产生，建议基层单位更新设计理念，不断学习、优化更先进的设计理念。

首先，施工单位要紧抓制度管理，加强土木工程施工质量的落实，建立完善的设备责任制度，将土木工程施工的环节落实到每一位负责人身上。对于建筑工程而言，一个建筑工程的施工质量会直接影响到业主的生命财产安全。对此，施工管理人员要加强施工管理，将工程建设落实到具体的责任管理制度中。

其次，基于建筑施工方面，要强化建筑结构施工的安全性和耐久性。要严抓严打，禁止使用不合格的建筑结构，影响建筑工程的稳定性。比如，在建筑施工中若采用不合规的钢筋混凝土，就会直接影响建筑的耐久性和抗震性，严重降低建筑物的寿命。对此，建议施工单位要紧抓土木工程施工管理，加强建筑材料和土木工程安全性研究，选用合格的建筑材料，科学施工，减少施工隐患。

最后，施工单位要加强土木工程的施工预防工作，要紧抓安全管理，保证建筑工程的安全性。在整个施工过程中，施工方要把土木工程的安全性放在首位，加强施工建设管理，制定安全演排计划，全面提升建筑工程的安全性、耐久性、抗震性。

3.5 提升设计人员专业能力和职业操守

土木工程是一个城市文明的标志，推动着中国城市化进程的发展。[9]为了保证建筑物的稳定性，提升建筑产物的经济价值，需要设计人员具有专业的设计技能、良好的素养，以保证设计成果满足安全性、稳定性的要求，保证建筑产品的质量。首先，建议加强建筑设计专业培训，为内部员工提供学术交流机会，以此来满足设计人员的专业能力。其次，为内部员工提供定期的职业道德教育活动，提升设计人员的职业道德和素养，要时刻牢记安全为重，保证设计结果安全高效，保证建筑设计符合安全稳定的设计原则。

4 结语

综上所述，土木工程的安全结构直接影响到了现场施工和居住人员的生命安全。为了提升安全施工质量，建议现场施工人员要注意施工设计的安全性，紧抓安全生产、经济施工的特点，提升设计人员的专业能力、管理人员的组织监督能力、施工人员的安全意识等，全面推动土木工程建设的发展。