浅谈土木工程结构设计中的安全性与经济性

2023-02-22 版权声明 我要投稿

一、土木工程结构设计中存在的问题

(一) 设计结构的牢固性差

土木工程的经济性和安全性是影响整个建筑使用稳定性的关键因素, 所以, 在设计结构时要考虑建筑的牢固性和可靠性。目前, 我国土木工程面临着可靠性低、结构松散等问题, 导致整体工程结构设计质量较低。土木工程稳定性的提高必须得从整体出发, 认真处理各个细节, 与工程实际情况相结合, 以土壤为基础, 设计工程结构, 降低建筑出现损坏的频次。

(二) 结构耐久性差

我国地理风貌存在多样化, 其自然条件和生态环境也存在较大差异。建筑工程中通常会加入混凝土和钢筋, 但是这两者往往会被土壤的温度、水分, 甚至空气的酸碱度腐蚀, 从而导致土木工程的寿命降低。这就是进行土木工程结构设计时缺乏对外界环境的考虑, 造成后期使用存在安全隐患。

(三) 承重柱截面积设计过小

在不是地震带的区域, 设计师往往会通过降低承重柱截面积的方式来使受力分析难度降低。这就会出现外力作用增强时, 柱梁易断, 房屋使用不安全。若发生地震, 则房屋容易倒塌, 导致人员安全受影响。

(四) 结构设计经济性和安全性要求规范的缺失

随着建筑业的发展, 虽然我国相关法律也逐渐完善, 但还是与发达国家存在一定差距, 尤其是在监管建筑质量方面, 无法按要求完成监理工作。另外, 有大部分建筑公司的施工技术、结构设计以及后期维护不到位, 出现安全隐患问题时不能深入解决关键性的问题, 只能通过表面解决问题。

二、土木工程结构设计中的经济性和安全性分析

(一) 提高土木工程结构设计的耐久性和安全性

1、完善有关规定制定

目前, 土木工程在结构设计方面研究了很多新用具和新技术, 并取得了较大进步。但为了提高使用的安全性, 相关部门还应完善具体的标准和规范, 保证设计人员按照要求进行结构设计, 从而使土木工程的整体质量提高。想要使土木工程的结构设计得到保障, 应从两个方面着手, 第一, 国家应该制定并推出相关制度和监管方法, 用法律来对设计人员进行约束;第二, 监督有关设计人员及时学习有关法律法规, 同时在工作中严格要求自己, 时刻按标准执行。

2、定期检测土木工程

土木工程的社会影响力较大, 对建筑公司来说意义重大, 因此, 必须严格监管其建设的安全性。监管的前提是完善有关制度, 监管人员必须明确施工的具体责任以及人员的奖罚制度, 通过合理的制度不仅可以对施工人员进行监督和鼓励, 而且还可以使施工质量全面提高, 最后通过科学的检测方法对施工质量进行定期检查, 使土木工程安全性得到保障。

3、转换层的设计

土木工程中建筑的承载力可以通过转换层的设计来增强。转换层能够利用其他受力体来降低建筑承载力, 使上层结构对地基和下层建筑的压力降低。所以, 设计转换层时要选择质量好的混凝土, 同时在施工过程中进行监管, 使施工技术满足转换层的要求。

4、内力组合的设计

设计土木工程结构时一定要考虑内力组合, 用建筑承载力的抗震指数作为参考。设计之前要注意内力组合材料的选择, 选择抗震系数强的材料, 使其符合结构设计的抗震要求。另外, 调整系数时要考虑偏压柱、受弯梁、构件承载力以及受剪等因素, 加强建筑的承载力。

5、增加结构的耐久性

设计人员在设计工程结构时对建筑使用寿命和安全性上考虑较多, 而对环境的影响考虑较少, 但环境因素在一定程度上会对混凝土和钢筋造成腐蚀, 从而降低建筑的安全性和耐久性。忽略环境因素, 土木工程也就无法真正保障安全性, 时常会出现一些列问题。设计图完成并审核后, 几乎很少再进行修改, 但在实际施工过程中, 往往会因为突发情况需要修改图纸, 所以, 设计人员与施工人员之间必须要保持联系, 施工中出现任何问题要及时沟通, 解决问题, 并在达成一致后修改设计, 避免发生不必要的事故。

(二) 提高土木工程结构设计经济性的措施

1、合理评估设计方案, 降低工程造价

合理评估设计方案是为了避免资金浪费, 将投资金充分用到实处。在进行结构设计时应先将工程量分段, 计划好施工进度, 避免施工过程中出现施工混乱, 浪费成本的问题。工程造价时要对预支出的费用做好计划, 建立一套系统的经济指标。

2、控制成本

控制成本是提高土木工程经济效益的关键因素。成本的控制应从招标和投标阶段开始, 有关建筑企业应制定公平公正的招标准则, 招标时全面考虑投标者的方案, 同时建立监察部门, 避免出现谋私、贪贿等行为。最后中标的方案既要满足建筑结构设计的安全性, 又要满足造型的艺术感。

3、选取合理的标准图

为了提高建筑设计的规范性, 同时降低设计人员的负担, 招标单位往往会通过合理的施工标准图来进行招标, 采用标准的流程, 施工进度更快, 且安全性和经济性较好, 但是, 在复杂的工程中, 标准图也存在不足, 无法满足使用者对功能的追求。

4、结构设计经济性和合理性的结合

进行结构设计时不仅要考虑建筑的功能性以及建筑质量, 而且还要选择经济性高的方案。在不增加成本的前提下选择性价比高的施工材料, 使经济性与安全性都得以保证, 真正优化建筑结构设计。

三、结语

设计土木工程结构时, 经济性和安全性是设计人员必须考虑的关键因素, 这关系到施工完成后建筑的使用寿命, 同时也影响人们居住的安全性和舒适性。另外, 设计好了结构, 对建筑的施工监管也非常重要, 有关部门应加强管理, 制定相应的政策和规定, 严格要求施工人员按照制度执行, 保证建筑完成的质量, 从而提高经济效益和社会效益。

摘要:土木工程设计的投入资金、社会效益和规模都较大, 所以, 土木工程在设计结构时经济性和安全性需要重点考虑。本文主要讨论了目前土木工程结构设计出现的一些问题, 并针对这些问题提出了解决措施。

关键词:土木工程,结构设计,解决措施

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