王澤宇　白從藝

【摘 要】隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國建筑行業(yè)的不斷進(jìn)步，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計也越來越受到重視，文章主要對土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制措施進(jìn)行了相關(guān)探析，希望可以通過本文可以給廣大結(jié)構(gòu)設(shè)計工作者提供參考。

【關(guān)鍵詞】土木工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計；控制措施

近年來，隨著各種土木工程拔地而起，為人們的生活提供了便利，然而土木工程事故頻繁發(fā)生，給國家造成巨大的經(jīng)濟損失，也給人民群眾的生命和財產(chǎn)造成了巨大損失。雖然國家建委發(fā)出了質(zhì)量終身責(zé)任制，并加強施工質(zhì)量管理，事故有了顯著降低，但由于設(shè)計的原因引發(fā)的事故比例卻在呈現(xiàn)上升趨勢。此外，因為設(shè)計師害怕承擔(dān)責(zé)任，施工結(jié)構(gòu)設(shè)計過于保守，也給國家造成了巨大的經(jīng)濟浪費。本文就這一問題作了以下淺要分析，希望可以有助于我國土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制措施的完善。

一、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題

結(jié)構(gòu)設(shè)計是結(jié)構(gòu)工程最重要的質(zhì)量指標(biāo)，結(jié)構(gòu)工程的安全性主要決定于結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工水準(zhǔn)，也與結(jié)構(gòu)的正確使用（維護(hù)、檢測）有關(guān)。工程的安全性主要決定于設(shè)計者的結(jié)構(gòu)的設(shè)計，當(dāng)然此外也有施工者的水準(zhǔn)問題，也與結(jié)構(gòu)的合理使用與維護(hù)、檢測緊密相連。目前，建筑部門關(guān)于土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的安全管理水準(zhǔn)較低，而國際上同類規(guī)范較高，出現(xiàn)事故較少，即使出現(xiàn)重大天災(zāi)人禍，損失也較輕微。我國土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計規(guī)范的欠缺就表現(xiàn)在牢固性方面差，結(jié)構(gòu)構(gòu)件沒有足夠的承載能力。結(jié)構(gòu)的整體牢固性是建筑安全的保障，是土木建筑工程結(jié)構(gòu)的安全設(shè)計的第一要考慮的問題，安全設(shè)計，即便建筑局部出現(xiàn)損壞也不會引起其它部分損壞甚至大范圍連續(xù)破壞倒塌造成極大的損失和悲劇，這是安全設(shè)計應(yīng)具備的最基本的能力，然而由于土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計在我國起步晚，發(fā)展比較落后，在實際操作中出現(xiàn)了很多問題。

1、安全設(shè)計不夠

工程設(shè)計規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)偏低。對土建結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計來說，結(jié)構(gòu)的安全性主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全性、安全系數(shù)范圍的定位、結(jié)構(gòu)工程的整體牢固性與結(jié)構(gòu)工程的耐久性等幾個方面。我國土建結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計規(guī)范的安全設(shè)計及設(shè)置水準(zhǔn)，總體上要比國外同類規(guī)范低。這使得在工程施工中難以按照實際的去施工，是導(dǎo)致施工質(zhì)量低的根源。

2、工程整體牢固性欠缺

工程設(shè)計規(guī)范的整體牢固性差。土建結(jié)構(gòu)工程除了結(jié)構(gòu)構(gòu)件要有足夠承載能力外，結(jié)構(gòu)物還要有整體牢固性。結(jié)構(gòu)的整體牢固性是結(jié)構(gòu)出現(xiàn)某處的局部破壞不至于導(dǎo)致大范圍連續(xù)破壞倒塌的而應(yīng)該具備的最基本的能力，或者說是結(jié)構(gòu)不應(yīng)出現(xiàn)與其原因不相稱的破壞后果。結(jié)構(gòu)的整體牢固性主要依靠結(jié)構(gòu)能有良好的延性和必要的冗余度，用來對付地震、爆炸等災(zāi)害荷載或因人為差錯導(dǎo)致的災(zāi)難后果，可以減輕災(zāi)害損失。而我國這方面的問題并不少見，很多工程的整體性差，因火災(zāi)、地震、人為破壞而造成的整體倒塌另人矚目，尤其是在地質(zhì)情況復(fù)雜、土質(zhì)承載能力差的地區(qū)，在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計時不重視設(shè)計與設(shè)計前的論證及安全等級，造成的問題十分普遍，所造成的后果也是觸目驚心。

3、工程耐久性，養(yǎng)護(hù)維修意識不強

土建結(jié)構(gòu)工程的耐久安全性差、正確使用與維護(hù)意識相對較差。我國土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工規(guī)范中，把土建結(jié)構(gòu)工程耐久性的重點放在各種荷載作用下的結(jié)構(gòu)強度要求上，而對環(huán)境因素的作用（如干濕、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學(xué)介質(zhì)侵蝕）下的耐久性要求則相對考慮較少或基本不考慮，并且在很多方面沒有細(xì)致的規(guī)范。而混凝土結(jié)構(gòu)因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)安全事故或降低土建結(jié)構(gòu)的使用壽命的問題十分普遍，不僅僅是設(shè)計單位忽視了其嚴(yán)重性，就其使用者也沒有足夠的認(rèn)識，其普遍性和嚴(yán)重程度已遠(yuǎn)過于因結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力安全水準(zhǔn)設(shè)置偏低所帶來的危害。

二、加強土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制措施

1、增加結(jié)構(gòu)的耐久性

我國土木工程的設(shè)計往往只重視不同荷載作用下工程的安全性和耐久性，而忽略了環(huán)境因素對土木工程的耐久性和安全性的影響，比如：濕度、溫度、土和水的酸堿度、化學(xué)腐蝕等等因素。而這些因素恰恰是影響混凝土和鋼筋使用壽命的主要因素。忽略了這些環(huán)境因素，對土木工程的耐久性和安全性造成影響，存在重大安全隱患。土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計完稿后，經(jīng)過審核等沒有問題之后，并不代表從此不再修改設(shè)計稿。在后續(xù)的施工過程中，設(shè)計人員和施工人員還要保持密切的聯(lián)系，當(dāng)施工中遇到問題、難題，應(yīng)及時通知設(shè)計人員來核對圖紙、解決問題、修改設(shè)計，否則，易造成重大事故的發(fā)生。

2、重視設(shè)計的安全性

①從管理上保證設(shè)計的安全性。選擇資質(zhì)等級高、實力強、管理先進(jìn)的設(shè)計單位，掌握最先進(jìn)的設(shè)計理論及設(shè)計方法，擁有最先進(jìn) 的設(shè)計設(shè)備，其設(shè)計人員素質(zhì)較高，設(shè)計經(jīng)驗比較豐富，其設(shè)計成果質(zhì)量往往也很高。②加強理論學(xué)習(xí)，熟練掌握設(shè)計計算理論及方法，設(shè)計人員對設(shè)計計算理論及方法的掌握程度直接影響設(shè)計質(zhì)量。③一般來說，設(shè)計者考慮到的設(shè)計計算項目都能滿足安全要求，但通過研究分析表明，設(shè)計事故多數(shù)是由設(shè)計者疏忽而漏掉某個項目引起的。所以在設(shè)計時要認(rèn)真對待，對于每一部分的數(shù)據(jù)都要認(rèn)真核對。④設(shè)計圖紙要詳細(xì)。由于施工人員素質(zhì)差異很大，設(shè)計者應(yīng)該本著吃苦耐勞、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的態(tài)度對某些細(xì)節(jié)詳加說明以便于不同的施工者都能理解圖紙的意思，能夠嚴(yán)格按照圖紙進(jìn)行施工，從而避免因圖紙的問題造成的工程質(zhì)量事故。⑤加強過程監(jiān)管發(fā)現(xiàn)問題及時修改設(shè)計。設(shè)計文件審核實施后，設(shè)計單位與施工單位要保持聯(lián)系，及時糾正施工人員的理解錯誤，對發(fā)現(xiàn)的問題要及時核對設(shè)計，發(fā)現(xiàn)錯誤及時改正。對施工人員提出的建議，要給以足夠的重視。

3、重視結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性

①在保證經(jīng)濟性方面可以利用投招標(biāo)進(jìn)行設(shè)計方案、造價等綜合性的評估和選擇，即在項目設(shè)計前就對經(jīng)濟性進(jìn)行一定限度的控制，利用專業(yè)的設(shè)計單位所提出的設(shè)計報價形成一個清晰的經(jīng)濟性指標(biāo)，以此降低成本的浪費。②在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)當(dāng)鼓勵設(shè)計人員采用靈活的設(shè)計思路和方法，不要一味的利用標(biāo)準(zhǔn)圖進(jìn)行設(shè)計。采用標(biāo)準(zhǔn)圖雖然可以降低設(shè)計工作量、加快結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)度，也可相對減少設(shè)計失誤率，但此種設(shè)計方式往往不利于降低工程結(jié)構(gòu)造價，因為標(biāo)準(zhǔn)圖設(shè)計是按照相應(yīng)的安全規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)圖形選擇，而高標(biāo)準(zhǔn)意味著高成本。因此在設(shè)計中應(yīng)當(dāng)發(fā)揮設(shè)計人員的能力，在設(shè)計中利用合理的結(jié)構(gòu)方式既能保證安全又能降低成本。③在施工中應(yīng)協(xié)調(diào)好各個相關(guān)部門的關(guān)系，以獲取更多準(zhǔn)確的資料和幫助，以此降低成本。土木工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計涉及到的不僅僅是單純的施工問題，還需要大量的輔助性資料和工作，如地質(zhì)勘查的資料和數(shù)據(jù)、檢驗檢測數(shù)據(jù)等。因此設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)在設(shè)計中與多個相關(guān)部門進(jìn)行合作，利用全面的資料和數(shù)據(jù)來輔助提高設(shè)計的經(jīng)濟性。因為環(huán)境氣候、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等因素將對設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)和安全需求產(chǎn)生直接影響，也會影響到結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性。

4、加強土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的減震設(shè)計

減震的思路是根據(jù)結(jié)構(gòu)的震動反應(yīng)，通過自動控制或者執(zhí)行系統(tǒng)，主動的對結(jié)構(gòu)施加一定的控制力，達(dá)到減小震動對結(jié)構(gòu)的負(fù)面影響。從控制理論上看結(jié)構(gòu)減震的方式主要有兩種：一是被動控制技術(shù)，此種方法沒有外部能源的供給，也稱之為無源控制技術(shù)。主要包括了隔震與減震兩種，主動控制技術(shù)則是為系統(tǒng)提供能源供給，也是一種有源減震技術(shù)。

三、結(jié)語

綜上所述，土木工程的安全性和耐久性是土木工程的最關(guān)鍵問題，它關(guān)系著工程質(zhì)量和使用壽命，并且同時也關(guān)系著人民生命和國家財產(chǎn)的重大問題，因此土木工程的安全性和耐久性值得進(jìn)一步探究，以促進(jìn)其更加科學(xué)化、合理化。

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