刍议土木工程结构设计中的安全性与经济性

刍议土木工程结构设计中的安全性与经济性

【摘要】：提高建筑的安全运作，减低生产的经济成本，是土木工程建筑企业施工的目标。在土木工程施工时发生事故将会损害人民的利益，威胁人们的人身和财产安全。一旦建筑企业忽视了设计过程的问题和施工过程的问题，都有可能造成事故的发生。从土木工程的结构设计存在的问题来研究结构设计的安全性.从土木工程的成本支出方面讨论如何减少成本的支出。

关键词：土木工程、结构设计、安全性经济性

1、土木工程结构设计中的安全性与经济性协调的必要性

在进行土木工程的结构设计时，一定要保证建筑具有较好的安全性，不仅仅能够使建筑主体满足使用要求，还能使其达到规定的安全标准。但是随着我国市场经济的发展，在土木工程项目中，建筑物的经济性渐渐发挥着主导作用。按照施工经验，在设计的过程中如果没有把经济性考虑为一个重要的标准，最后会造成设计成本结果和项目投资限制之间存在的差距加大，例如在混凝土结构设计过程中，工程目标是确保结构的可靠性和安全性，这要求根据相关数据开展计算和设计工作，但是在实际工作的设计过程以及工程施工阶段，通常在提高安全性同时，工程成本投入也会增加，在一定程度上说，工程施工的安全性和经济性是矛盾的。在当前所遵循的混凝土设计规范中，提高工程的安全性，是通过提高施工材料质量的途径来实现的，而不是通过增加施工材料的数量。因此，提高安全性时也应把经济性的要求也纳入考虑，设计者应该对施工材料的性价比做出综合性的考量。将施工安全性以及经济性进行有机结合。

在对土木工程经济性进行衡量时，一般依据的指标，就是建筑成本之间和建筑强度之间的比值。换句话说，只有清楚了解施工结构设计在到达某种建筑强度时所要使用的实际的建筑成本数量，才能知道，在项目工程受到了经济条件限制的条件下，怎样才能满足施工规范中安全性的要求。在这种条件下，为了平衡土木工程的结构，就要对施工中安全性和经济性进行综合的考虑，在实际的工作中尽可能的保证二者的协调统一。例如在进行混凝土结构设计时，对于钢筋的经济性进行评估，通过钢筋价格与强度之间的对比，表示其具有的安全性与经济性。再通过选择密度较低、强度较高，或者是密度较高、强度较低的配筋形式，利用这种方式，来对结构设计的安全性与经济性进行有效调整，对施工的结构设计形式进行综合性的考虑，选择最为科学合理的混凝土施工设计模式，获得最高的经济效益。

2、土木工程结构设计安全性与经济性的协调 2.1、提高结构设计的安全性

在结构设计过程中，应该选择建筑行业内较为优秀的设计单位，对工程结构进行设计工作。选择经验丰富并且资质高的设计单位，进行结构主体设计，通常这样的设计单位具有丰富的经验以及先进的设备，其专业人员的素质也较高。在设计过程中，应对设计理论进行有效的提高和完善，深入了解一些概念性的设计，保持清晰的设计思路。目前，概念结构设计成为有效保证结构安全性的设计思想。在概念设计中，在选择材料时，对其进行综合的安全性评价，与此同时，利用准确的计算，对概念设计进行有关验算，获得一个较为稳妥的结构设计，提高整体建筑的安全性。着重对设计文件的说明，标明细节，这是指导施工人员进行操作的重要提示，由于人员素质差异大，设计者应着重对这些说明进行详细的表述。在设计中，应利用系统化、科学化的管理方式对整个结构设计的具体项目进行细化，将设计的项目以及内容进行一个详细的划分，然后一一对照设计的子项目进行相关的审核和完善，保证在设计中不遗漏任何计算内容和项目。设计事故发生大多由于在设计中，对于某个参数或者项目漏算而造成整体结构的安全性下降，所以在设计过程中，应严格的管理、监控整个过程，确保设计的完整性准确性。对于设计变更进行严格控制。工程结构设计是具有系统性的工程，设计之间有衔接关系，在每一个结构之间都存在必然的关联，牵一发则动全身。因此，要保证设计的安全性，就应对在施工中可能出现的所有问题都认真地进行分析，在多种思路之间转换，提供柔性设计方案，以适应施工现场的条件，尽量减少变更，一定需要变更时，也应把影响程度减到最低。 2.2、提高结构设计的经济性

从经济性方面考虑，可以使用投招标的方式，对设计方案以及造价等因素进行评估与选择，在每个项目设计前，就应对其经济成本进行一定的控制，根据专业设计单位所提出的工程设计报价，形成一个明确的经济性的指标，避免造成成本的浪费。还有，在结构设计中，应该大力鼓励工程设计人员，采取较为灵活的设计方法，不应一味的依靠标准图，进行施工设计。使用标准图，虽然可以有效加快设计的进度，降低工作量，也能减少设计产生的失误率，但不利于降低工程的造价。在设计中，施工人员应该有效发挥设计的能力，合理设计结构形式，既能够保证施工安全，又能够降低成本。在施工过程中，应协调好各部门质量之间的关系，用来获取更为准确的资料，用来降低施工成本。在土木工程结构设计中，所涉及到的不仅仅是简单的施工问题，还有大量的辅助性工作，例如地质勘查、数据检测等。因此，设计人员应该与相关部门进行配合，利用详细的资料以及数据，提高设计的经济性。有时地质结构、环境气候等因素也会对设计的安全性产生影响，还会影响到施工设计的经济性。在设计中，应控制多参数设计存在的安全问题。例如在钢筋混凝土的结构施工设计中，可能会涉及较多的安全和成本因素，像面积、材料、钢筋数量、截面形状等，对于这些参数的设计，都会影响到结构的经济性和安全性。对于不同的参数选择，将会造成设计的结果不一致。因此，在设计时，应对多种设计方案进行评估以及选择，通过各种参数的变化以及选择，进行综合的衡量，使用主要的参数对安全性与经济性进行控制。

3、提高安全性和经济性的措施

3.1、国家应制定严格的土木工程结构设计标准以及规范

要想有效提高我国的土木工程结构中的安全性和经济性，政府应给予相应的支持。不仅要在人力、财力、物力等方面给予支持，还要在法律法规的方面给予帮助，有效制定有关的技术规范标准，并且要求研究单位以及部门进行有关深入研究，例如，对与加强混凝土工程的耐久性，以及如何使施工与现代科技相结合进行研究。并且监督建筑企业的设计施工，确保建筑企业能够按标准进行施工设计，大力提高建筑工程的安全性。同时，在土木工程结构设计中还应该做到集思广益，结合各方的意见和建议，使得结构设计变得更加全面、科学。

3.2、企业内部建立土木工程结构设计安全性与经济性管理体系

在土木工程结构设计中，管理者对于设计单位的选择，应坚持优选的原则，选择比较具有经验的、资质较高的单位，用先进的设计理论和设计方法作为指导，将高素质的施工设计人员作为支撑，努力提高工程的安全性。与此同时，管理者在对招投标中的方案进行比对的时候，不仅要保证招标单位的安全性，还要考虑其经济实力。这样，不仅能够获得最安全的设计方案，还能够在最大限度上节约成本。因此，建筑企业应在保证安全性的同时，兼顾经济性，达到双管齐下的效果，提高企业的竞争力。 4、结束语

在进行土木工程的结构设计时，应把安全放在首要位置，用安全来促进企业的发展，同时保证建筑的结构设计和设计的经济性。在建筑物安全性的基础上，有效节约成本，减轻经济成本负担。施工单位应努力提高设计人员的知识与技能，严格遵守安全规范标准，提高对于问题的处理能力，多积累相关经验，确保工程设计结构的经济性和安全性。

参考文献：

[1]姜华.土木工程结构的安全性评估与研究[J].黑龙江生态工程职业学院学报，2013，05：30-31. [2]邱海军.倪春霞.浅谈高层建筑结构设计的安全与经济[J].科技创新导报.2010.(05).

[3]薛志成.徐晓红.土木工程结构设计类课程体系优化设置及建设的研究[J].高等建筑教育2012.18(5).