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摘要:随着我国建筑工程的不断发展,建筑项目的数量逐渐增多,随之而来的却是建筑质量问题频发。引起建筑质量问题的原因有很多,其中,土木工程的结构设计安全是较为重要的原因之一。土木工程结构设计安全直接关系到建筑工程的质量与安全性。本文主要对土木工程结构的安全性进行概述,并对土木工程结构设计中出现的问题进行分析,重点针对这些问题提出几点有效的建议。
关键词:土木工程;结构设计;安全分析;策略
一、土木工程结构的安全性概述
结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力,是结构工程最重要的质量指标,结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准,也与结构的正确使用(维护、检测)有关,而这些又与土建工程法规和技术标准(规范、规程、条例等)的合理设置及运用相关联。对结构工程的设计来说,结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性与结构的耐久性等几个方面。我国建筑物和桥梁等土建结构的设计规范在这些方面的安全设置水准,总体上要比国外同类规范低得多。
二、土木工程结构设计中存在的问题
我国的土木工程结构设计起步比较晚,发展比较缓慢,导致其在安全性、耐久性方面存在着比较严重的问题。
(一)土木工程结构设计稳固性方面存在的问题
结构稳固性是土木工程设计的首要任务,对建筑物的安全具有决定性的影响。目前,土木工程结构设计中存在的最大缺陷是稳固性问题。稳固性需综合考虑建筑整体的稳定性、耐久性及抗震性等,当建筑工程遭受意外破坏时,不会造成建筑整体破坏。目前,中国的土木工程设计并不完善,稳固性较差。如果发生火灾和地震等重大灾害,很可能会发生大规模的破坏和坍塌,造成更多人员伤亡。
(二)土木工程结构设计安全规范方面存在的问题
目前,我国土木工程安全法规存在诸多漏洞,导致其权威性和约束力的不利影响,使中国土木工程质量低于国外。我国的土木工程质量非常令人担忧,有些建筑物在不到十年的时间内可能会出现开裂和变形等问题。造成这种情况的原因有多种,从结构设计角度我国荷载规范的安全设计标准较低。例如,中国办公楼的活荷载为200kg / m2,而美国办公楼的活荷载为240kg / m2、英国的办公楼板承受的活荷载250kg/m2。还有很多类似耐久性相关的问题,最终影响工程质量。
(三)土木工程结构设计构造柱与结构柱混淆问题
在土木工程结构设计中,存在构造柱与结构柱相互混淆的情况,这会对项目的坚固性产生不利影响,并造成隐患。构造柱是负责一些次要构件的牢固安装而设立的,只需满足相关规范的构造要求即可。在砌体结构中则是提高墙体的稳定性,提高建筑物的抗震性能等。而结构柱是整个建筑主体中最主要的竖向承载力构件,与之相比,构造柱仅是保证次要构件的整体稳定,不做主体受力计算,二者绝不可混淆。如果在土木工程结构设计中将构造柱误用作结构柱参与计算,则将造成极大的安全隐患。因此,清楚的区分构造柱和结构柱是设计过程中需要尤为注意的。
(四)土木工程结构设计忽略环境因素的影响作用
在土木工程结构设计中,影响土木工程耐久性和安全性的因素是负荷效应,忽视了环境因素的影响。事实上,温度和湿度、pH等环境因素对混凝土和钢的使用寿命有重要影响。如果在设计过程中忽略这些环境因素,建筑整体的耐久性和安全性将受到影响。
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三、土木工程结构安全性设计优化措施
(一)调整土木工程结构设计安全设计标准
随着中国加入世贸组织,中国的规范性安全标准应该接近国际标准,因此,需要大幅度提高。这是因为随着中国经济发展和生活水平的不断提高,建筑工程数量急剧增长,特别是重大基础设施项目,都有发生过事故的案例,所造成的损失十分严重。目前应提高在结构安全性设计上的成本比例,以提高建筑工程项目的整体安全性。过去的低安全水平只能适应对于以前经济和生产发展不足的需求,绝不是没有风险。如果安全标准较高,可以避免一些安全事故的发生,并对此缺陷进行规范。在建的工程要为将来的现代化社会服务,在结构设计的安全性上一定要有高标准,低的安全质量标准在参与将来的国际竞争中也难以被承认,即使结构设计的安全设计水准能够提高到与发达国家一样,由于施工队伍的良莠不齐,最终的安全性依然会与设计有差距,所以应提高设计规范标准来强制执行并使监督有据可依。
(二)遵守规范的要求
随着中国改革开放的不断深入,中国国民经济取得了长足的进展,建筑业也取得了较好的成绩。土木工程结构的安全性受到广泛关注。为此,中国有关部门出台了一些法规强制性规定。项目设计人员必须严格按照设计规范和设计,从源头上确保工程结构的稳定性和安全性。在施工过程中,如果施工单位不符合规范要求,则应停止施工。图纸问题必须由设计单位提交正式文件解决,不可私自或盲从建设单位处理。对于多次违反相关规定并且不予以改正的情况,要对三方给予一定的法律制裁,以免出现更为严重的安全问题。
(三)对土木工程设计人员应加强业务水平,严格要求设计过程
对于土木工程设计师的选择,我们应该选择高素质、严谨细致、经验丰富的设计人员,以确保土木工程设计的质量。应加强对设计师的理论学习与培训。特别是,应加强和掌握设计计算理论和方法的研究,不断更新知识体系,使知识和设计水平保持在该领域的最前沿。对于设计文件,设计人应仔细核对并严格遵守审核审查的流程,以确保没有疏忽或遗漏某些环节,从而导致安全隐患。
(四)对于后续施工中遇到的问题,要及时修改结构设计
土木工程的结构设计完稿通过审核审查之后,并不代表从此不再修改设计稿。在后续的施工过程中,设计人员和施工人员还要保持密切的联系,当施工中遇到问题、难题,应及时通知设计人员来核对图纸、解决问题,做到及时沟通并了解现场实际情况。
(五)进行高性价比设计
通过对招投标中的方案进行比对、评比,不但要选择一个安全性高的招标单位,还要考虑其在经济性方面的优势,择优选择。这样不但可以找出最优秀最安全的设计方案,还能最大限度的节约成本。同时合理利用标准图集,标准图集的作用在于可以降低设计的工作量,降低设计错误,加快设计速度。但由于施工现场情况复杂,往往会导致成本过高,因此设计人员要对各个数据自己的进行核算,在安全的基础上,给出最经济的方案。
四、 结语
综合而言,对于土木工程建筑结构而言,其设计是否合理是关乎建筑安全性的重点,因此,土木建筑的结构设计安全是人们关注的重点内容。土木工程建筑施工与设计人员应该将重点放在结构设计的安全性上,以提升建筑质量。
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论文作者:白亮
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/26
标签:土木工程论文; 结构设计论文; 结构论文; 安全性论文; 建筑论文; 耐久性论文; 设计人员论文; 《建筑模拟》2018年第29期论文;