土木工程结构设计的安全性与经济性探究

苏晓鹏

中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司

摘要：经济的不断发展，加速了城市化的进程，对建筑工程的需求量也逐年攀升。土木工程在我国城市建筑中扮演了非常重要的角色。安全性与经济性作为影响土木工程设计最关键的两个方面，直接影响着工程效益与质量。从国内土木工程发展现状来看：经常出现工程事故，让建筑业不得不承担经济损失。为了减小工程施工的爆发率，相关人员必须保障土木工程设计的安全性与经济性。本文就土木工程结构设计的安全性与经济性展开探讨。

关键词：土木工程;结构设计;安全性与经济性

土木工程结构设计中，为了最大限度的减少工程质量事故的发生，相关设计人员必须要在保证土木工程结构安全性能的情况下，尽可能的提高土木工程结构设计的经济性，这就对我国建筑行业特别是土木工程结构设计领域的从业者提出了更高的要求。

一、土木工程结构设计中所存在的典型问题

（一）安全性与稳定性的不足

土木工程结构设计对建筑物的外部形态、内部结构、承重力都有着最为直接的影响，同时，也对建筑物的整体质量、稳定性有着决定性的作用。在当下，部分工程项目都抱有追赶工期或节约施工成本的目的，都会经常性地采用一些不符合常理，且非常简陋的设计方案。就简陋的设计方案来说，设计概念虽然不会存在过于严重的问题，但若经过仔细观察推敲，不难找出诸多纰漏。此类问题若不能够及时处理，会直接影响到建筑的性能、使用寿命，同时带有巨大的安全隐患。

（二）土木工程结构的耐久度较低

我国疆域辽阔，尤其南北方向的跨度极大，这也造成我国国内的气候环境变化十分明显，不同地域的气候环境存在着巨大差异。气候也成为土木工程结构设计必须要考虑的因素之一。但是我国目前还尚未确定具体的法律条款对这一问题做出明确指示与约束，有些地区甚至还未结合本地情况确定相应的标准，即使有标准也存在明显缺陷，这都会从各个方面影响到土木工程结构的耐久度。

二、有效提升土木工程结构设计安全性的措施

（一）设计人员的安全意识提高

设计人员安全意识的提高能够使结构设计的安全性更有保障。以实际来看，在诸多的项目施工中，较多设计人员的专业素养与专业技能功底并不扎实，不仅对各类相关专业无法处理，且自身的安全意识也极为薄弱。结构设计对建筑的整体性能有着最直接的影响，同时也是建筑物安全的基本，倘若设计师对安全问题有失考虑，或在项目的设计中忽略，其所带来的结果必然是诸多后顾之忧。

（二）深化土木工程结构的具体设计

第，进行剪力墙设计时的注意事项。首先，剪力墙结构的平面设计应该遵循对称原则，墙面结构的承重力与质量中心点要完全重合，既要保证受力均匀，同时又要避免墙体歪斜。剪力墙结构的设计应采取内外结构形式，两面对其拉直，除非必要否则应避免采用单面墙结构，从而防止墙体在遭遇地震等自然灾害时，因自身刚性不足而倒塌。需要注意的是，剪力墙结构的设计应注意控制剪力墙之间的距离，强化其抗侧力性能，并扩展剪力墙的空间延展性。其次，要根据不同级别、不同类型的剪力墙刚度，来进行边缘构件的设计。一般情况下，剪力墙边缘构件大体分为有约束以及无约束两类，有约束边缘构件的截面承重力要比无约束边缘构件超出近一倍，且极限楼层位移角也多了一倍。第二，进行钢筋混凝土构件设计时的注意事项。在土木工程建设项目中，钢筋混凝土结构可以最大限度的承受外力。因此，在设计钢筋混凝土结构时，首先要充分考虑混凝土自身的配比与调制，通过精确计算构件截面的承载力，严格将裂缝控制在合理范围内，并适当增加混凝土强度，提高构件本身的耐久性。其次，为确保混凝土的工作性能，在设计混凝土结构时，还需要注意防渗能力的设计，在浇筑堆砌混凝土时，要注意养护的方式方法，尽量减少或避免裂缝的产生。另外，还需结合土木工程项目的实际要求，设计出合理的结构框架，重点考虑关键部位的结构形式，使得所有混凝土构件能够协同受力，最大限度的提高结构的整体性能。

三、有效提升土木工程结构经济性的措施

（一）高效利用结构设计标准图

针对部分大规模的土木工程来讲，利用设计标准图要与工程实际情况相结合，在设计标准图的同时提高设计方案当中的经济性，进而实现高效应用结构设计标准图的目标。综上所述，土木工程结构设计过程中，要充分认识到土木工程结构设计的安全性与经济性的特点，将其应用到结构设计中去，有效完善优化设计理念，控制好土木工程建设成本，反复论证设计方案，为土木工程结构设计带来好的理论支撑。

（二）成本管控的有效进行

在土木工程结构设计经济中，成本应被首要管控。对工程项目的构成内容来说，成本管控是其中的一个关键点，其能够对招标、投标进行合理的控制，与结构设计相关的招标、投标的项目分类也数不胜数，只有在每一项的采购上进行合理的成本管控，并严格实施到项目的运输当中，才能够严谨地进行招标、投标工作，从而找到可信度极佳的合作伙伴，获得优质的建筑原材与设备。

四、结语：

在现代土木工程建筑结构设计中必须综合考虑，兼顾经济学与安全性，利用土木工程结构优化设计过程，选用资质过关的设计单位，从而做好土木工程结构的安全监管与相关工作，通过提高土木工程相关人员的质量与安全意识，从根本上确保设计结构的安全性与经济性。通过对设计方案进行评估，做好部门协调，选用恰当的标准图与设计思路。

参考文献：

[1]张乔.土木工程结构设计中的安全性与经济性分析[J].建筑技术开发，2018.

[2]王慶霞.关于土木工程结构设计中的安全性与经济性分析[J].中国房地产业，2018.