摘要:近年来,我国的土木工程建设有了很大进展,其结构设计的安全性和经济性对建筑工程的质量以及成本支出等有着重要的影响,如何保证土木工程结构设计的安全性与经济性,促使建筑事业朝着更好的方向发展?在土木工程结构设计中,究竟该如何实现设计的安全性与经济性呢?本文,笔者将结合自身的理解和认识,对相关问题进行详细的分析和论述。
关键词:土木工程;结构设计;安全性;经济性
引言
随着中国建筑业的蓬勃发展,土木工程领域也随之取得了很大的进步,但是建筑结构设计中安全性和经济性一直以来都没有得到很好的解决,成为了土木工程结构设计的两大难题,也因为这一缺陷土木工程的建设一直美中不足,对土木工程建设整体效果产生影响。因此,加强结构安全性和经济性方面的研究迫在眉睫,只有这样才能真正地提高工程质量和结构设计效果。
1土木工程结构设计存在的问题
1.1安全规范低于国外行业规范
我国土木工程安全规范的权威性不强,这些安全规范对设计的约束力不足,这些因素都是我国土木工程质量不如西方发达国家的重要原因。国外很多建筑的使用寿命已经达到百年,但是其质量依然过硬,仍然处于正常使用的状态,与国外优秀建筑相比,我国许多土木工程的质量就显得不高,部分建筑在短时间内就会发生变形、开裂等问题。从这里可见我国的结构规范与西方发达国家的结构规范还存在较大差距,例如:英国办公楼楼板承受活荷载为2.5kN/m2,美国为2.4kN/m2,而我国为2.0kN/m2,而在这样的规范约束下设计,施工的建筑质量必然与国外水平存在一定差距。
1.2土木工程结构缺乏安全性
在土木工程设计阶段,要想保证各项设计标准达到规定要求,工程结构设计符合安全的需要,就需要对设计中将会涉及的各项内容进行充分的考虑和分析。比如说,保证工程结构安全性最为重要的元素就是工程承载力和耐久性控制,只有对相关数据进行充分论证,才能保证工程结构的安全性。然而,在实际的施工环节中,对这部分内容的关注度相对来说比较低,安全规范和标准有着诸多不完善的地方。
1.3缺乏良好的工程耐久性
房屋建筑的耐久性主要与承受一定载荷力后的工程寿命有关,但是目前尚不清楚都有哪些因素会影响它。中国幅员辽阔,从北向南延伸,并受到不同程度的太阳辐射,区域不同,太阳所提供的能量也不同,这使得中国的各个区域气候和环境变化区别非常明显,而且各个地区的气候条件都存在着或多或少的差异。因此,气候也已成为规划工程结构时必须慎重考虑的因素之一。因此土木工程的寿命也受到气候因素的很大影响,中国目前没有解决这些问题的具体法律规定,有些地区甚至还没有制定本地标准,尽管有标准,但仍存在相当多的漏洞。
2提高土木工程结构设计安全性的措施
2.1不断完善土木工程结构设计方案
设计人员进行结构设计的过程中,不仅要重视保障工程的经济效益,还需要积极优化完善原设计理论,积极引进先进设计技术与思路,从而对设计思路进行不断完善与创新。不断提高设计风险意识,结合实际情况来对结构设计中存在的不稳定因素进行重点规划与分析,进而对工程施工风险进行尽可能的控制。
2.2设计联系工程实际
在进行建筑工程结构计算时,除了要严格遵守相关标准与规定外,还应该和工程实际联系起来,避免因为没有充分考虑工程状况而出现了设计失误,或者遗漏个别项目。为此,有关部门要加强设计计算管理,做好反复验算工作以保证设计的合理性。在设计之前要做好详细认真的现场勘察,对采集的数据进行分析计算,注意必须重视关键参数的计算,不可遗漏重要的个别项目而成为安全事故的导火线。
2.3积极使用新材料
进行土木工程结构设计的过程中,积极使用新材料将有助于明显提高建筑工程的安全性。经济不断发展、科学技术水平越来越高的当前,土木工程新兴材料越来越多,并且这些材料还在土木工程的施工中得到了广泛的应用,这为我国土木工程建筑行业的发展带来了强大的动力。例如,将纤维复合材料应用于土木工程中,有助于提高建筑结构的安全性,进一步提高建筑质量,也能减少材料成本,其具有较高的应用价值。
2.4全面加强设计人员教育培训
设计人员是保证土木工程结构设计安全性和经济性的重要中坚。要积极主动地加强教育培训,培养他们的质量安全意识、成本管理意识、风险防范意识和遵章守纪意识,将质量安全和成本控制纳入结构设计和现场施工全过程,严格执行施工设计规范标准,严格加强设计质量管理,增强精确性,把握主动性,富于创造性,努力实现土木工程结构设计的安全性和经济性有机统一。
3提高土木工程结构设计经济性的措施
3.1综合考虑各种设计参数
土木工程进行结构设计时需要对大量设计参数进行计算,这些参数时常会存在安全积累问题。以钢筋混凝土结构设计为例,设计过程中就常见安全因素以及成本因素,常见的钢筋数量、面积以及材料等都会对结构的经济性以及安全性造成影响。进行设计的过程中,要评估、选择多种设计方案,了解最新规范对于结构设计各方面的规定,根据参数的变化以及合理选择来对参数进行综合衡量,采用最主要的参数来协调安全性与经济性,确保最终选取参数的可靠性以及准确性,进而保障相应的土木工程结构能够实现较为理想的可约束性。
3.2加强各个部门之间的沟通与合作
土木工程结构设计与具体施工联系密切,结构设计也并非是设计部门单方面的责任,因此在施工设计工作开展期间,必须要加强与其他合作部门的沟通和交流,探究当前土木工程结构设计中存在的缺点和不足,不断的优化设计,进而有效地降低工程成本,保证各项施工工作的有序实施。
3.3提升设计人员的安全意识
只有提升设计人员的安全责任感,才能将安全要求纳入计划过程中,确保建筑结构计划的合理性,与此同时,减少各种设计问题的出现。此外,公司应为设计师提供更多的教育和培训机会,并提高设计师在教育中的安全性认识和素养水平,让设计人员懂得安全在建筑设计中的所发挥的作用,保证每一个步骤,每一个环节都没有错误,减少土木工程建设中问题的出现和危险的发生,并增加建筑物的平均使用年限。
3.4要注意科学选择土木工程结构设计标准图
施工设计标准图直接关系着土木工程结构设计的安全性,并且还会影响设计行业的健康发展。土木工程结构设计中使用标准图,其主要目的是为了控制工程量,防止错误率的出现,所以在工程规模不是很大的土木工程结构设计中应用的比较广泛,能够有效地保证工程进度,节省施工成本,确保工程施工质量,但是如果工程规模比较大反而会造成成本费用增加,所以在选择使用标准图时一定要充分结合土木工程结构设计规模,科学合理地进行把握。
结语
综上所述,结构设计作为土木工程项目的核心环节,必须始终高度重视安全性,这样才能确保设计以及施工的安全性与经济性,进而为企业的长远发展提供保障。设计人员要不断提高自己的能力,扎实掌握专业知识,设计过程中严格按照安全设计规范来进行设计,必须要综合考虑安全性与经济性,这样才能使二者和谐统一,从而为每一处设计结构的安全性与经济性提供保障。
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