李中五

摘 要：土木工程作為為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供必要基礎(chǔ)設(shè)施的重要工程，在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的現(xiàn)階段，其數(shù)量不斷增多，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為整個(gè)土木工程建設(shè)的重要一環(huán)，其安全問題不容忽視，本文針對土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的安全問題進(jìn)行了探討，并提出了幾點(diǎn)改進(jìn)建議，以供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：土木工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；安全問題；策略

中圖分類號： TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）34-166-2

0 引言

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是確保整個(gè)土木工程安全與質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在土木工程建設(shè)數(shù)量日益增加的今天，人們越來越重視其設(shè)計(jì)安全問題。所以深入分析土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全問題，并制定相應(yīng)的改進(jìn)措施，對提升土木工程結(jié)構(gòu)的安全性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 現(xiàn)代土木工程的特點(diǎn)分析

社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對土木工程的建設(shè)提出了更高、更多元化的要求，為了進(jìn)一步滿足這些需求，大規(guī)模、大跨度、超高層、輕型、大型以及精密設(shè)備現(xiàn)代化的建筑物逐步成為時(shí)代發(fā)展的重點(diǎn)，這些建筑物具有高質(zhì)量、高效益和快施工的基本特點(diǎn)，使得土木工程出現(xiàn)了新的特點(diǎn)，主要包括：

1.1 建筑材料方面

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了各項(xiàng)新技術(shù)、新材料的研發(fā)和應(yīng)用，土木工程中使用了越來越多的新型高強(qiáng)輕質(zhì)材料，例如比鋼輕的鎂合金、玻璃鋼（玻璃纖維增強(qiáng)塑料）等。在應(yīng)用這些新材料時(shí)，我們還要注意其各項(xiàng)參數(shù)的研究，比如有些材料的彈性模量偏低，還有些材料價(jià)格高昂，限制了其應(yīng)用范圍。同時(shí)，在提升現(xiàn)用鋼材和混凝土的強(qiáng)度和耐久性方面雖然已經(jīng)取得了一些成果，但為了緊隨時(shí)代的發(fā)展需求，仍需加大研究力度[1]。

1.2 工程地質(zhì)與地基方面

土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工與施工現(xiàn)場的地質(zhì)與地基構(gòu)造以及自然的應(yīng)力情況和力學(xué)性能有著直接的關(guān)系。同時(shí)這些因素還對工程設(shè)施的選擇、結(jié)構(gòu)體系以及建筑材料的選取有很大的影響，尤其是地下工程，其影響巨大?，F(xiàn)階段，應(yīng)用在工程地質(zhì)和地基勘察的技術(shù)主要是現(xiàn)場鉆探取樣，室內(nèi)分析實(shí)驗(yàn)，這種模式的勘察存在適用于小型建筑的局限性?，F(xiàn)代化大型建筑的發(fā)展需求要求亟需研發(fā)滿足時(shí)代發(fā)展的新型勘察技術(shù)與方法。

1.3 工程規(guī)劃方面

在傳統(tǒng)的工程總體規(guī)劃時(shí)，工程經(jīng)驗(yàn)占據(jù)很大成分，但日益擴(kuò)大的土木工程規(guī)模對工程規(guī)劃有了更嚴(yán)格的要求，所以必須運(yùn)用系統(tǒng)工程的理論和方法，進(jìn)一步提升工程規(guī)劃的科學(xué)水平。對于特大型土木工程，比如高大水壩，會(huì)對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，并且會(huì)對自然環(huán)境起到改變作用，此類工程的社會(huì)效益利弊兼存，其總體規(guī)劃必須全面考慮，趨利避害[2]。

1.4 工程設(shè)計(jì)

土木工程設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則，根據(jù)實(shí)際情況開展合理的工程設(shè)計(jì)。目前，在分析確定工程荷載值以及材料強(qiáng)度值時(shí)常用的方法是概率統(tǒng)計(jì)，對自然因素作用在時(shí)間與空間上的分布與統(tǒng)計(jì)規(guī)律進(jìn)行科學(xué)研究，如風(fēng)力、地震波、海浪等因素，深入探索反映材料非彈性以及結(jié)構(gòu)大變形、動(dòng)態(tài)、與巖土共同作用，完善并深化結(jié)構(gòu)可靠度極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等理論[3]。另外，還要結(jié)合現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，利用其高效能的計(jì)算和設(shè)計(jì)方法開展工程設(shè)計(jì)，保障工程設(shè)計(jì)的科學(xué)合理與可操作性。

2 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的主要安全問題分析

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)固性偏低

工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的穩(wěn)固性指的是當(dāng)工程局部出現(xiàn)破損時(shí)，工程的整體安全不會(huì)受到巨大的沖擊。例如，土木工程受到地震、火災(zāi)、爆炸或其他人為事故等災(zāi)害時(shí)，只有結(jié)合工程的地質(zhì)以及土質(zhì)承載力，合理論證工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，才能保障設(shè)計(jì)中的延性及冗余度達(dá)到最佳狀態(tài)，進(jìn)行將建筑的損壞程度降至最低。由于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性直接決定了整個(gè)工程的安全，所以進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要前提就是要確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。但從目前我國的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀來看，其穩(wěn)固性偏低，不符合相關(guān)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，造成災(zāi)害來臨時(shí)傷亡慘重。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范安全設(shè)置較低

目前，我國的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全規(guī)范還不完善，權(quán)威性與約束力較差，導(dǎo)致工程的質(zhì)量令人堪憂，有的土木工程甚至使用年限僅為幾年，使用過程中常出現(xiàn)墻壁開裂、變形等問題。究其原因，就是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全規(guī)范設(shè)置偏低。如與國外對比，我國規(guī)定的辦公樓樓板承受的活荷載值是200kg/m2，而美國是240kg/m2，英國是250kg/m2，以此為標(biāo)準(zhǔn)建造出來的工程質(zhì)量顯然偏低。

2.3 無法明確區(qū)分構(gòu)造柱和承重柱

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中若無法準(zhǔn)確區(qū)分構(gòu)造柱和承重柱，則會(huì)直接影響工程的牢固性，降低工程的安全性。一般構(gòu)造柱指的是與梁配合，避免墻壁出現(xiàn)裂縫，提高建筑物抗震能力的墻柱。若設(shè)計(jì)人員將構(gòu)造柱當(dāng)成承重墻使用，其強(qiáng)度遠(yuǎn)不如承重墻，在遇到例如地震等劇烈震動(dòng)時(shí)，就會(huì)由于抗震能力不足導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)裂縫、沉降等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成建筑物倒塌。此外，承重柱截面積設(shè)計(jì)偏小也是影響工程安全的重要問題。為了方便分析受力，在抗震要求不高的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員會(huì)設(shè)計(jì)偏小的承重柱截面積，這樣一來在有外力作用時(shí)，會(huì)造成柱、梁開裂等問題，極大地降低了建筑的使用壽命[4]。

3 改進(jìn)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的有效策略

3.1 制定規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)和體制

土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須有完善的、規(guī)范化的國家標(biāo)準(zhǔn)和要求，在嚴(yán)格遵守相關(guān)法律規(guī)定的前提下進(jìn)行科學(xué)合理地設(shè)計(jì)。建議我國的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)合我國的實(shí)際情況，吸取外國的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)規(guī)范化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，積極促進(jìn)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的有效提升[5]。同時(shí)，建立健全管理制度、人員規(guī)范要求等，嚴(yán)格監(jiān)督其各項(xiàng)制度的執(zhí)行效力，提高工程設(shè)計(jì)行業(yè)的規(guī)范化、制度化。另外，還要定期對土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行安全性檢查，及時(shí)上報(bào)并整改不符合安全要求的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。

3.2 強(qiáng)化設(shè)計(jì)人員專業(yè)能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)

設(shè)計(jì)人員的專業(yè)能力和綜合素質(zhì)直接關(guān)系著土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性，所以，強(qiáng)化設(shè)計(jì)人員專業(yè)能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)尤為重要。首先，加強(qiáng)對設(shè)計(jì)基本知識內(nèi)容和技能的培訓(xùn)。設(shè)計(jì)人員應(yīng)全面、系統(tǒng)化地了解和掌握土木工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)，在結(jié)合具體的工程勘察情況進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)。其次，著重培養(yǎng)設(shè)計(jì)人員的安全意識，確保工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性。在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要準(zhǔn)確識別存在的安全問題，并進(jìn)行反復(fù)的論證后再進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。最后，時(shí)代的發(fā)展推動(dòng)了各類新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)和方法的層出不窮，應(yīng)積極組織設(shè)計(jì)人員進(jìn)行培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，使其設(shè)計(jì)成果能夠跟上時(shí)代的發(fā)展需求。

3.3 定期檢測土木工程設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)指標(biāo)

土木工程是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，涉及的學(xué)科眾多，這也就決定了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要很多的參數(shù)，各個(gè)參數(shù)對整個(gè)工程的安全有著重要的影響。例如，建筑材料的數(shù)量、價(jià)格、使用面積等，直接影響著建筑物的結(jié)構(gòu)、安全性及質(zhì)量。所以，必須嚴(yán)格控制設(shè)計(jì)中參數(shù)的安全積累，確保其符合國家相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，提高土木工程的安全性[6]。此外，土木工程安全對社會(huì)有著重要的影響，必須嚴(yán)格監(jiān)督檢測其安全性，所以應(yīng)建立完善的監(jiān)督制度以及管理制度，加強(qiáng)制度執(zhí)行力度，并定期檢測土木工程設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)指標(biāo)，保證土木工程的安全性。

4 結(jié)束語

總之，土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)事關(guān)我國社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的良好發(fā)展，在國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)形勢不斷變化的今天，必須做好土木工程結(jié)構(gòu)的安全設(shè)計(jì)工作，以優(yōu)質(zhì)的土木工程更好地服務(wù)我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的有效提升，促進(jìn)我國綜合國力的顯著提高。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 趙麗，朱惠琳.土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全問題及策略探析[A].2015年7月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C].建筑科技與管理組委會(huì)，2015.

[2] 聶旭東.土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全問題及策略分析[J].四川水泥，2016（01）：109.

[3] 李強(qiáng).安全性前提下的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略初探[J].赤子（上中旬），2014（24）：240.

[4] 張敏.土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全問題及策略分析[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2015（22）：119-120.

[5] 王金紅.土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全問題分析及策略研究[J].江西建材，2015（19）：37+39.

[6] 易理發(fā).土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全問題及策略分析[J].低碳世界，2016（22）：208-209.