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摘要:提高建筑的安全,减低生产成本是土木工程建筑企业的最终目标之一。本文介绍了土木工程结构设计安全性与经济性的关系,阐述了当前土木工程结构设计的问题,以及针对这些问题提出了相应的解决对策。
关键词:土木工程;结构设计;安全性;经济性;
中图分類号:S969文献标识码: A
引言
土木工程结构的设计涉及许多问题,其中经济成本问题和安全问题最受关注。当前,由于设计以及施工管理不善引发了很多的事故,如,楼盘倒塌、地铁下陷、桥梁塌陷等,给建筑企业带来巨大经济损失的同时,也威胁着消费者的生命财产安全,结构设计问题对土木工程行业的挑战愈发严峻。
一、土木工程结构设计安全性与经济性的关系
对于土木工程结构而言,其设计首要目标就是对建筑的安全进行负责,就是在保证建筑的主体可以满足使用要求的同时,也符合建筑安全性的要求。而在目前,随着经济发展越来越快,建筑对经济性要求也在土木工程建设中占了越来越大的分量。因此,土木工程的结构设计就必须对安全性和经济性同时进行综合性评估,并要以二者的平衡为目标来设计实施。这种设计要求是市场经济发展中对建筑结构设计的必然趋势。
从以往的施工经验来看,造成设计结果与投资限制的差距增加的原因是因为没有经济性约束,例如,在设计中要保证混凝土结构安全可靠,所以要按照规范进行计算和设计,但是在实际的设计和施工中,我们发现,要提高结构的安全性往往会加大成本投入,因此,安全性与经济性是互相矛盾的两个主体。在现行的混凝土结构设计规范中,主要的手段是通过提高材料的质量来增强安全性能,而不是靠增加材料数量来提高安全度。在这种要求下,结合经济性的要求,设计者应该对材料的性价比进行考察。
建筑的强度与成本的比较是衡量建筑经济性的一个非常重要的指标,就是在设计中达到某种强度时,会消耗的多少的成本,相反,在某些经济条件局限下,怎样达到规范要求的结构安全度。因此,平衡结构的重要依据就是经济性与安全性,在实际的操作中,我们应当进行适当的协调。例如,混凝土结构在设计时,衡量钢筋的经济性指标,就是强度的价格比,要利用具体的价格与强度比来体现混凝土结构的安全性和经济性。在设计中,可以施工高强度低密度的配筋或用低强度高密度的配筋的方式,来调整安全性与经济性间的关系,全面结构本身的形式,来选择较为合理的混凝土结构设计模式,通过这样,获得较好的性价比。
二、目前土木工程结构设计的问题概述
首先,我国结构设计的规范普遍低于国外的水平。从结构工程设计的整体性来看,安全性涉及到很多方面的因素。建筑结构的耐久性、牢固性、最大承载力等都直接影响着建筑结构的安全。从总体上来说,我国工程设计的规范低于国外发达国家水平。其次,工程设计的整体牢固性不够。整体的牢固性是建筑物质量的生命线,即使在使用的过程中,发现局部的质量问题也不影响建筑物的安全性,因为不会出现大面积的塌陷,不至于造成严重的生命财产安全。土木工程的结构设计一定有自己良好延展性,这关系到建筑物整体牢固性。好的结构设计可以应对各种自然灾害和各种人为失误造成的后果。再次,抗震能力因素的设计偏小在一般的建筑结构设计,假如设计的重柱的横截面积不够大,虽然减低了工程的成本但是容易在外来的压力下开裂、受损等,不但影响使用年限,还对建筑的安全造成了威胁,不能经受自然灾害的考验。最后,工程缺乏耐久性。我国各地的气候环境的不同,对结构设计的要求也是不同的。我国面积广袤,气候条件各不相同,怎样根据气候条件的变化来进行结构设计,相关的法律并没有明确的规定,缺乏规范性。
三、土木工程结构设计安全性与经济性的协调
1、结构设计的安全性提高
(1)在设计的过程中,应当优先选择优秀的设计单位来进行土木工程结构的设计。这样的设计企业一般都具有丰富的经验以及先进的设计设备,同时,其专业人员的素质也相对较高,因此,在设计中可以有效的提高工程设计的质量,是结构设计的安全保障。
(2)在设计中应当对相应的设计理论进行相应的完善和提高,也就是对一些概念性的设计做进行较为深入的了解,并保持清晰的设计思路。目前的概念结构设计已经变成了保证结构安全的主要设计思想。
(3)在设计中做到全面而准确。在设计中应当利用系统化、科学化的管理,对整个结构设计项目进行细化,逐一对设计的子项目进行审核和完善,这样做是为了保证在设计中,不会遗漏任何项目以及计算内容。设计事故一般都是因为在设计中对某个项目或者参数漏算而造成整结构的安全性能下降。因此,在设计中要对整个过程进行精细而严格的管理、监控以及审核,保证设计项目完整性和准确性。
(4)注重对设计文件的说明,设计文件的细节说明是指导施工人员进行施工操作的重要提示内容。因为施工人员的素质差异较大,设计者应当注重对这些说明的表述质量,即简单而准确。尤其是在较为复杂的设计中更应当将每一个环节具体设计思路和操作方法加以说明,以此保证在施工中结构的安全性与设计的安全预期向一致。
(5)在施工中严格控制对设计的变更。工程结构设计是一项较为系统工程,其设计的每个环节之间是相互关联的,也就是每个结构之间都有必然的相互联系,无论哪个环节要因为施工条件限制需要改变,影响的不仅是结构施工的工艺和性能,还会对与之相互关联的结构性能造成一定的影响。因此,在保证结构设计的安全性的同时,还应对施工中可能出现的问题做出相应的反应,在设计时,要采用多方案、多思路,尽可能的适应现场的施工条件,既要减少变更也应适应变革,将影响范围控制在最小。
2、结构设计的经济性提高
(1)工程管理中的成本控制
从公开招标选择设计部门开始入手,严格执行招标的规则,保证招标工作的公正、公开、公平。利用投招标进行设计方案、造价等综合性的评估和选择可以保证结构设计的经济性,也就是在项目设计之前,就对经济性进行一定程度的关东,采用专业的设计单位所提出的设计报价,来形成一个较为清晰的经济性指标,以此达到降低成本浪费的目的。
(2)对标准图要合理的选择
在结构设计中,要鼓励设计人员运用灵活的的设计思路和方法,例如,不要一味的利用标准图进行设计。采用标准图自然可以有效的降低设计工作量和设计时间,还可以减少设计的失误率。但是,此种设计方式一般对降低工程结构的造价带来困难,由于标准图设计都是按照相应的安全规范进行图形的选择,然而高标准就意味着高成本。所以,在设计中要发挥设计人员的能力,在设计中既保证结构的安全性也降低了成本。
(3)及时和相关部门进行沟通
在施工中,要协调各个相关部门之间的关系,来获得更多资料和帮助,达到降低成本的目的。土木工程结构设计中涉及到的不仅是简单的施工问题,还需要大量的辅助性资料。例如检验检测数据、地质勘查的资料和数据等等。因此,设计中要与许多相关部门进行合作,利用全面的数据和资料进行辅助,以提高设计的经济性。
(4)设计中应当控制多参数设计的安全积累问题
钢筋混凝土结构的设计中涉及到的成本和安全因素较多,例如,截面形状、材料、钢筋数量、面积、布局等,这些参数都将影响建筑结构的安全性以及经济性。对于同一个载荷不同的参数选择将直接造成设计结果也不一致,因此,在设计中应当进行多种设计方案来进行评估和选择,也就是通过参数的变化和选择来进行综合的考量,尽量运用主要参数控制经济性和安全性的相互协调。
结束语
保证建筑安全性和使用效果的根本就是工程结构设计,它也是工程项目中消耗成本最多的环节,所以,对工程结构的设计管理与控制要建立在保证其安全性的基础上,而为了获得更多的经济效益,结构设计的经济性也是非常重要的。因此,要将二者结合起来,利用科学的管理方法,以及适当的设计方式达到安全和经济的统一。
参考文献:
[1]朱来庆,吴丽娜.浅谈土木工程结构设计中存在的问题及对策[J].管理科学,2009(9).
[2]狄钊.浅析土木工程结构设计中的安全性与经济性[J]. 城市建设理论研究,2012,(14).
[3]薛杨欣.土木工程结构设计安全问题分析及策略研究[J].建设科技,2010(9).
关键词:土木工程;结构设计;安全性;经济性;
中图分類号:S969文献标识码: A
引言
土木工程结构的设计涉及许多问题,其中经济成本问题和安全问题最受关注。当前,由于设计以及施工管理不善引发了很多的事故,如,楼盘倒塌、地铁下陷、桥梁塌陷等,给建筑企业带来巨大经济损失的同时,也威胁着消费者的生命财产安全,结构设计问题对土木工程行业的挑战愈发严峻。
一、土木工程结构设计安全性与经济性的关系
对于土木工程结构而言,其设计首要目标就是对建筑的安全进行负责,就是在保证建筑的主体可以满足使用要求的同时,也符合建筑安全性的要求。而在目前,随着经济发展越来越快,建筑对经济性要求也在土木工程建设中占了越来越大的分量。因此,土木工程的结构设计就必须对安全性和经济性同时进行综合性评估,并要以二者的平衡为目标来设计实施。这种设计要求是市场经济发展中对建筑结构设计的必然趋势。
从以往的施工经验来看,造成设计结果与投资限制的差距增加的原因是因为没有经济性约束,例如,在设计中要保证混凝土结构安全可靠,所以要按照规范进行计算和设计,但是在实际的设计和施工中,我们发现,要提高结构的安全性往往会加大成本投入,因此,安全性与经济性是互相矛盾的两个主体。在现行的混凝土结构设计规范中,主要的手段是通过提高材料的质量来增强安全性能,而不是靠增加材料数量来提高安全度。在这种要求下,结合经济性的要求,设计者应该对材料的性价比进行考察。
建筑的强度与成本的比较是衡量建筑经济性的一个非常重要的指标,就是在设计中达到某种强度时,会消耗的多少的成本,相反,在某些经济条件局限下,怎样达到规范要求的结构安全度。因此,平衡结构的重要依据就是经济性与安全性,在实际的操作中,我们应当进行适当的协调。例如,混凝土结构在设计时,衡量钢筋的经济性指标,就是强度的价格比,要利用具体的价格与强度比来体现混凝土结构的安全性和经济性。在设计中,可以施工高强度低密度的配筋或用低强度高密度的配筋的方式,来调整安全性与经济性间的关系,全面结构本身的形式,来选择较为合理的混凝土结构设计模式,通过这样,获得较好的性价比。
二、目前土木工程结构设计的问题概述
首先,我国结构设计的规范普遍低于国外的水平。从结构工程设计的整体性来看,安全性涉及到很多方面的因素。建筑结构的耐久性、牢固性、最大承载力等都直接影响着建筑结构的安全。从总体上来说,我国工程设计的规范低于国外发达国家水平。其次,工程设计的整体牢固性不够。整体的牢固性是建筑物质量的生命线,即使在使用的过程中,发现局部的质量问题也不影响建筑物的安全性,因为不会出现大面积的塌陷,不至于造成严重的生命财产安全。土木工程的结构设计一定有自己良好延展性,这关系到建筑物整体牢固性。好的结构设计可以应对各种自然灾害和各种人为失误造成的后果。再次,抗震能力因素的设计偏小在一般的建筑结构设计,假如设计的重柱的横截面积不够大,虽然减低了工程的成本但是容易在外来的压力下开裂、受损等,不但影响使用年限,还对建筑的安全造成了威胁,不能经受自然灾害的考验。最后,工程缺乏耐久性。我国各地的气候环境的不同,对结构设计的要求也是不同的。我国面积广袤,气候条件各不相同,怎样根据气候条件的变化来进行结构设计,相关的法律并没有明确的规定,缺乏规范性。
三、土木工程结构设计安全性与经济性的协调
1、结构设计的安全性提高
(1)在设计的过程中,应当优先选择优秀的设计单位来进行土木工程结构的设计。这样的设计企业一般都具有丰富的经验以及先进的设计设备,同时,其专业人员的素质也相对较高,因此,在设计中可以有效的提高工程设计的质量,是结构设计的安全保障。
(2)在设计中应当对相应的设计理论进行相应的完善和提高,也就是对一些概念性的设计做进行较为深入的了解,并保持清晰的设计思路。目前的概念结构设计已经变成了保证结构安全的主要设计思想。
(3)在设计中做到全面而准确。在设计中应当利用系统化、科学化的管理,对整个结构设计项目进行细化,逐一对设计的子项目进行审核和完善,这样做是为了保证在设计中,不会遗漏任何项目以及计算内容。设计事故一般都是因为在设计中对某个项目或者参数漏算而造成整结构的安全性能下降。因此,在设计中要对整个过程进行精细而严格的管理、监控以及审核,保证设计项目完整性和准确性。
(4)注重对设计文件的说明,设计文件的细节说明是指导施工人员进行施工操作的重要提示内容。因为施工人员的素质差异较大,设计者应当注重对这些说明的表述质量,即简单而准确。尤其是在较为复杂的设计中更应当将每一个环节具体设计思路和操作方法加以说明,以此保证在施工中结构的安全性与设计的安全预期向一致。
(5)在施工中严格控制对设计的变更。工程结构设计是一项较为系统工程,其设计的每个环节之间是相互关联的,也就是每个结构之间都有必然的相互联系,无论哪个环节要因为施工条件限制需要改变,影响的不仅是结构施工的工艺和性能,还会对与之相互关联的结构性能造成一定的影响。因此,在保证结构设计的安全性的同时,还应对施工中可能出现的问题做出相应的反应,在设计时,要采用多方案、多思路,尽可能的适应现场的施工条件,既要减少变更也应适应变革,将影响范围控制在最小。
2、结构设计的经济性提高
(1)工程管理中的成本控制
从公开招标选择设计部门开始入手,严格执行招标的规则,保证招标工作的公正、公开、公平。利用投招标进行设计方案、造价等综合性的评估和选择可以保证结构设计的经济性,也就是在项目设计之前,就对经济性进行一定程度的关东,采用专业的设计单位所提出的设计报价,来形成一个较为清晰的经济性指标,以此达到降低成本浪费的目的。
(2)对标准图要合理的选择
在结构设计中,要鼓励设计人员运用灵活的的设计思路和方法,例如,不要一味的利用标准图进行设计。采用标准图自然可以有效的降低设计工作量和设计时间,还可以减少设计的失误率。但是,此种设计方式一般对降低工程结构的造价带来困难,由于标准图设计都是按照相应的安全规范进行图形的选择,然而高标准就意味着高成本。所以,在设计中要发挥设计人员的能力,在设计中既保证结构的安全性也降低了成本。
(3)及时和相关部门进行沟通
在施工中,要协调各个相关部门之间的关系,来获得更多资料和帮助,达到降低成本的目的。土木工程结构设计中涉及到的不仅是简单的施工问题,还需要大量的辅助性资料。例如检验检测数据、地质勘查的资料和数据等等。因此,设计中要与许多相关部门进行合作,利用全面的数据和资料进行辅助,以提高设计的经济性。
(4)设计中应当控制多参数设计的安全积累问题
钢筋混凝土结构的设计中涉及到的成本和安全因素较多,例如,截面形状、材料、钢筋数量、面积、布局等,这些参数都将影响建筑结构的安全性以及经济性。对于同一个载荷不同的参数选择将直接造成设计结果也不一致,因此,在设计中应当进行多种设计方案来进行评估和选择,也就是通过参数的变化和选择来进行综合的考量,尽量运用主要参数控制经济性和安全性的相互协调。
结束语
保证建筑安全性和使用效果的根本就是工程结构设计,它也是工程项目中消耗成本最多的环节,所以,对工程结构的设计管理与控制要建立在保证其安全性的基础上,而为了获得更多的经济效益,结构设计的经济性也是非常重要的。因此,要将二者结合起来,利用科学的管理方法,以及适当的设计方式达到安全和经济的统一。
参考文献:
[1]朱来庆,吴丽娜.浅谈土木工程结构设计中存在的问题及对策[J].管理科学,2009(9).
[2]狄钊.浅析土木工程结构设计中的安全性与经济性[J]. 城市建设理论研究,2012,(14).
[3]薛杨欣.土木工程结构设计安全问题分析及策略研究[J].建设科技,2010(9).