土木工程结构设计中的安全性与经济性分析.pdf

工程技术土木工程结构设计中的安全性与经济性分析新潮电子第1 4 期（总第5 4 5 期）刘洋（玉林市宏源资产经营有限责任公司，广西玉林5 3 7 0 0 0）摘要：新时代环境下，我国建筑工程建设正向现代化发展，对工程技术的要求也越来越高。在建设项目中，土木工程的结构性质直接关系到整个工程的安全性,这就要求做好土木工程的安全设计。同时,现阶段节能策略正逐渐引起建筑业的重视，它与建设项目的经济效益密切相关。如何在保证结构安全的基础上实现成本控制，也是现阶段土木工程结构设计需要研究的内容。关键词：土木工程；结构设计；安全性；经济性一、土木工程结构安全经济设计的必要性土木工程的结构设计首先要遵循的是安全，这也是所有建设项目结构设计中需要贯彻的最重要的原则，从而保证建设项目后期使用的安全性并确保土木工程的结构安全综合设计为后期建设项目的各项功能的建设和发展奠定基础,为项目后期的建设提供安全标准和指导，促进项目的安全。同时，安全也是党和国家对工程建设关注的重点。由于近年来建筑施工安全事故频发，建筑结构安全问题也频频发生，这些安全事故的发生给人们的生命财产造成了极大的危害。因此,有必要做好以安全为基础的土木工程结构安全设计，为企业取得经济效益和社会效益提供保障。二、土木工程结构设计现状(一）安全设计现状安全是土木工程结构设计的首要内容，一切设计活动都必须从安全出发，但在实际中结构设计方面，存在安全性不足等诸多问题!。首先,在结构设计中，可能存在不科学或不合理的设计方案，导致后期结构出现质量和性能问题，势必对工程结构安全构成威胁。其次,土木工程的结构设计涉及大量复杂的内容，往往需要对建筑物的各种影响因素进行分析,以及结构之间受力的计算等,而这可能会导致错误或漏洞在工作中,造成工程结构失效。最后,现阶段我国对土木工程尚无明确的法律和标准要求,对土木工程结构的影响因素很多，如：气候、地理条件等,这就要求土木工程在结构设计中。存在差异,缺乏相应的规范标准依据，可能导致设计安全性不足。（二）经济性设计现状在土木工程结构设计中，普遍存在经济性不足。由于传统设计理念的影响，设计中往往更加强调安全和质量。由于缺乏节能理念，传统设计必然导致项目63的经济效益不足，节能设计内容是今后工程结构设计中需要重点研究的。同时,在项目结构设计中,仍然缺乏对项目预算和项目成本的控制,没有按照项目预算要求进行设计工作,项目成本设计中的每个环节都没有得到动态和明确的控制。可能导致项目最终成本超出预算的情况。三、我国土木工程结构设计现状土木工程结构设计是否科学合理，不仅对后期施工进度产生负面影响，而且直接影响建筑工程结构的安全性和经济性。因此,在土木工程结构设计过程中，结构设计人员需要充分考虑可能影响工程结构的各种因素,有针对性地采取措施,进一步提高建筑结构设计的安全性和经济性。目前,我国土木工程结构设计还存在诸多不足，迫切需要寻找切实可行的方案来解决存在的问题。（一）土木工程结构设计标准化程度低我国现有的土木工程结构设计标准普遍较高，但还存在设计不规范的问题。比如：在建设项目的使用寿命、土建结构的牢固度、实际承载力等方面，这些建设内容制定的标准都较低，这会导致整体质量水平不提高，房屋倒塌的现象屡见不鲜，安全事故频发，远远低于人们可以安全使用的标准。（二）土木工程结构设计稳定性差建筑物的可靠性和稳定性往往受到土木工程质量的影响。换句话说，土木工程的质量直接关系到建筑物的安全。虽然这是一个很普遍的认知,但后期投入使用的建筑还是会存在局部质量问题，影响人们的体验，存在一定的安全隐患。虽然这些局部质量问题不会造成非常严重或大规模的建筑倒塌事故,对经济和人民生命财产安全的影响几乎可以忽略不计，但不可否认的是，建筑是一个系统，只要有建筑结构出现第1 4 期（总第5 4 5 期）问题,势必影响建筑的整体稳定性。因此,必须严格控制建筑结构设计中的稳定性和质量问题。（三）土木工程结构设计的耐久性较弱所谓土木工程结构设计的耐久性是指土木工程建筑在荷载作用下对荷载的接受程度。例如：自然环境和其他各种因素都会对土木工程结构设计的耐久性产生一定的作用和影响。由于上述考虑,建筑结构设计的耐久性较弱,不能满足建筑长期使用的要求。例如：在大多数建筑工程中,钢筋和混凝土作为施工所需的主要材料。酸碱度的高低会直接影响钢筋混凝土的使用效果,使钢筋混凝土的使用寿命大大缩短，进而导致整个土木工程结构的耐久性减弱（四）土木工程结构设计的抗震性小面对地质灾害,我国对建筑结构的性能提出了更高的要求，不仅要提高建筑结构的稳定性和坚固性，还要加强土木工程结构设计的抗震能力。然而,在土木工程结构的实际设计中,提高建筑结构抗震能力的工作却难以落到实处。有两个原因。首先是一些结构设计人员只是一味追求建筑结构的经济性。为了省钱，他们忽略了建筑结构中承重墙承重能力的实际测试。一旦地震灾害发生，整栋建筑的结构无法抵抗地震带来的剧烈震动，就会出现楼体倒塌、墙体开裂等现象，严重危及人们的生命财产安全，造成无法挽回的损失和损失。四、土木工程结构设计的经济控制措施（一）土木工程结构设计方案的科学评价土木工程结构设计者需要增强对成本控制的认识,科学地评价施工成本项目设计结构,增强相关设计的科学性,并降低每个阶段的成本，优化土木工程建设和工程设计。例如：银行大楼需要局部改变建筑物的使用功能,需要科学评价结构的完整性和局部受影响的区域，采用回弹钻孔综合法对梁或柱进行测试。结果发现，实测的5、6 层梁构件混凝土强度不能满足新申请的要求。加固可采用以下两种方法：（1)置换混凝土加固法，不影响建筑物净空。但较长的施工时间需要结合工程进度合理选择。(2)外包型钢加固法。这种方法是在梁构件外包裹钢板或型钢。这种方法用于钢筋混凝土梁的加固时，一般采用湿法外包法,即环氧树脂化。注浆等方法将梁构件与型钢粘接为一个整体。加固后,正截面的刚度和承载力增加,因为受压和受拉的钢材截面积增加。该方法具有现场工作量少、受力可靠、施工方便等优点。但是，它需要大新潮电子量的钢材来提供支撑和保护措施。置换混凝土加固法和粘结外包型钢加固法各有优缺点，应优先采用。（二）采用灵活的土木工程结构设计思想在土木工程结构设计中,需要打破惯性思维,灵活考虑设计的各个方面。工程设计者必须选择严谨科学、适宜的方法来创建工程的设计方法，以保证土木工程结构设计的经济性。例如：在我国的大跨度建设工程和特殊结构中，可以进行预应力技术的创新,即采用体外预应力技术。外预应力是指在混凝土截面外设置预应力筋，对应在截面内设置预应力筋完成无粘结或粘结预应力的预应力。这种预应力技术的创新有两个体系，一个是粘结外部预应力体系；另一种是无粘结外部预应力体系,这两个系统各有特点。该体系的一个主要分支,其优势从外加预应力与传统预应力体系的比较中可见一斑一一对土木工程结构设计的安全性和经济性起到了非常积极的作用 2。（三）选择合理的土木工程结构型式为了节约成本,提高土木工程的经济性,需要结合实际情况科学选择土木工程结构型式。例如：在设计车架时，要保证车架的尺寸和数量的设计，以降低成本,提高经济效益。在土木工程中,需要严格控制截面尺寸的构件主要有三类：柱、梁、板。确定柱的尺寸，首先计算中心柱的截面尺寸,确定后估算整个结构的恒载和活载值。梁的尺寸需要以柱距为基准,即当柱距的值一致时，可以保证跨梁、中心柱连梁等梁的尺寸相等，限制板挠度等因素决定了板的尺寸。（四）钢结构的合理使用可以提高土建结构设计的安全性和经济性安全保障了企业的经济效益。一般来说，钢结构施工技术可以采用不同型材组成的钢结构来提高民用建筑的抗弯性能，因为钢材的材料特性可以使建筑物的力学性能更加完好。当建筑物进入使用阶段，良好的抗拉性能和冲击韧性能更好地应对地震等自然灾害，从而提高建筑物的安全性。结构钢在轧制过程中通过镀锌和合金元素进行防锈处理。与木材、混凝土等结构材料相比,其强度更高。在同等受力条件下,钢结构构件截面较小，自身重量较轻,安装方便，适用于重载、大跨度的结构。因此，钢结构技术的引入有利于抑制混凝土结构的开裂和倒塌。钢结构技术的运用，可以有效避免传统钢筋混凝土结构土木工程建设的一些缺陷。安全性,也降低了后期维护的成本。64工程技术工程技术五、土木工程结构设计的安全性和经济性研究与分析（一）结构设计的安全性改进(1)在设计过程中,应选择行业内优秀的设计单位承担设计。选择资质高、经验丰富的设计单位作为设计主体。这类设计公司往往经验丰富，设计设备先进，专业人员素质较高。(2)在设计中，完善和完善相应的设计理论，即对一些概念设计有更深人的理解，保持设计思路清晰。目前概念结构设计已成为保证结构安全的主要设计思路。例如：在选材时,进行全面的安全评估，同时用精确计算对概念设计进行校核,以获得更安全的结构模型,提高建筑的整体安全性。(3)注意设计文件的说明。设计文件中的详细说明是指导施工人员进行施工作业的重要提示。由于施工人员的素质参差不齐，设计师要注意这些说明书的质量，简明扼要。（4)设计全面准确。在设计中,运用科学化、系统化的管理,细化整个结构设计项目，细化设计项目和内容,对设计子项目进行逐项改进和评审。设计事故大多是由于设计中遗漏了某项或参数,导致整体结构的安全性下降。因此,在设计过程中要对整个过程进行认真、严格的管理、监控和评审,确保设计项目的完整性和准确性。（二）提高结构设计的经济性(1)为保证经济性,可以通过招投标的方式对设计方案和施工造价进行综合评价和选择，即在工程设计前,将经济性控制在一定程度上,并可使用专业设计单位拟议的设计报价形成明确的经济指标,减少成本浪费。（2)在结构设计中,鼓励设计人员采用灵活的设计思路和方法，不盲目使用标准图纸进行设计。虽然使用标准图纸可以减少设计工作量,加快结构设计进度，相对减少设计错误率，但这种设计方法往往不利于降低工程结构造价，因为设计标准图纸是根据相应的安全标准进行的。图形选项和高标准意味着高成本,因此,在设计中应发挥设计者的能力,在设计中采用合理的结构,既能保证安全又能降低成本。(3)在施工过程中,协调好各相关部门之间的关系，获得更准确的信息和帮助,降低成本。土木工程中的结构设计新潮电子不仅涉及简单的施工问题，还需要大量的辅助资料和工作，如地质勘查资料和数据、检验检测资料等。因此，设计人员在设计过程中应与多个相关部门合作，并使用全面的信息和数据来协助提高设计的经济性。因为环境气候、地质结构等因素会直接影响设计标准和安全要求,也会影响结构设计的经济性。(4)设计中应控制多参数设计的安全累积问题。例如：钢筋混凝土结构的设计会涉及到更多的成本和安全因素,如材料、面积、截面形状、钢筋根数等，这些参数的设计将影响结构的安全性和经济性 4。同一载荷的不同参数选择将直接导致设计结果不一致。因此,在设计中要对各种设计方案进行评价和选择，即通过参数的变化和选择进行综合测量六、结束语土木工程结构设计必须立足于建筑物的安全，才能降低成本，减轻企业的经济负担。提高设计人员的专业知识和能力，遵守安全设计规范，提高识别安全质量的能力，积累经验，确保每一栋建筑设计结构的安全。综上所述,土木工程的结构设计是一项复杂的工作，设计人员不仅要考虑土木工程的质量和安全，还要注意土木工程施工的成本管理。这就对土木工程结构的设计提出了更高的要求，不仅要保证多项参数的科学性、合理性和经济性，还要保证设计工作符合当前架构的实际需求。从多方面入手，确保土建工程稳定安全。同时，设计人员需要认真规划和总结自已的工作，总结经验，吸取教训，实现自身水平的不断提高，进而为我国土木工程结构设计提供坚实的技术基础。参考文献：1李昭源.浅谈土木工程结构设计中的安全性和经济性 J.建材与装饰,2 0 1 9(3 0):9 3.2王立爽,基于土木工程设计安全性和经济性的探讨 J.住宅与房地产,2 0 1 9(3 0):6 0.3廖世承.土木工程结构设计中安全性与经济性研究 J.居舍,2 0 1 9(2 4):1 1 6,1 3 1.4王震.浅谈土木工程结构设计中的安全性与经济性 J,砖瓦世界,2 0 2 0(2):2 1.第1 4 期（总第5 4 5 期）65