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摘要：生命周期理论将工程寿命划分为几个阶段，如策划、设计、建筑、使用及报废等。随着结构生命周期理论的不断发展与应用，己经成为了国内外工程结构设计中的热点问题。基于此，文章探讨分析了基于结构生命周期的土木工程结构设计，以供相关人士参考。
关键词：生命周期；土木工程；结构设计；工程生命周期设计
一、结构生命周期的土木工程结构设计概述
传统土木工程结构设计所关注的重点仅仅包含以下几个方面：其一为土木工程设计至投入运营所需的成本；其二为工程质量；其三为工期规划。且我国目前均按照专业对工程设计予以划分，因此实际上上述三大设计板块于操作过程中是相互独立的。显然，三大板块相互关联也相互制约，加之结构生命周期理论于工程中的广泛应用，传统土木工程结构设计被工程生命周期设计理念所代替已经成为了时代之必然趋势。
工程生命周期设计理念同传统设工程设计所秉承的理论存在显著差异，该种设计方式是从工程结构整体出发，综合考量设计目标、设计流程及设计技术等要素的一种优化方案。从本质上而言，该种设计方式便是以设计目标为导向，遵从正确的价值体系，跳脱于传统工程结构方案之外，将相互独立的子工程系统和设计要素进行协调和整合，由此实现工程设计的可持续发展。其中，所谓的正确价值体系是基于当前我国经济形式和相关政策而提出的，故而具有科学生态发展观及可持续发展等指导思想方面的考量。
细述来说，工程生命周期设计的价值体系至少涵盖经济价值、环境价值及可持续发展价值三个方面。其中，经济价值由工程的商业性所决定，因此土木工程设计目标应当包含确保工程的安全性和可施工性。而环境价值则是遵从生命周期理论而提出的，工程寿命有限，用材均取自自然，因而工程设计目标应当确保工程生命周期成为最优方案，具有环保性和可回收性，以充分利用资源。此外，工程可持续发展价值是为了满足人类持续变化需求而提出的一种价值观，也是满足工程、环境、人类三者之间和谐共存的一种高层次要求。
二、工程生命周期设计的价值体系
工程生命周期设计的价值体系中包含三个价值层次，分别为工程功能一经济价值、工程一环境价值与工程可持续发展价值，这三个价值层次之间存在相互递进的关系。在每一个价值层次中又包含了不同的具体目标，如表1所示。
表1工程生命周期设计的价值体系
在工程生命周期设计的价值体系的价值层次中，工程功能一经济价值主要的目标是实现工程功能与工程成本比值的最大化，是工程设计过程中需要满足的最基本的要求。工程一环境价值主要是体现了工程与环境之间的相互作用所应该满足的要求，实现工程在生命周期内能够与周围的环境和谐共存，是工程设计过程中需要满足的更高层次的要求。工程可执行发展价值在整个价值体系中居于最高层次，要求工程在生命周期中要满足人类持续变化的需求。
三、基于结构生命周期的土木工程结构设计
如上文所言，以接受生命周期为基础进行土木工程结构设计应当秉承工程价值体系主要观念。因此，在进行工程生命周期设计时，应当以工程价值体系作为指导思想，再而结合工程指导思想，先行将工程生命周期总体目标按照目标设计方法予以结构分解，而后以此为依据建立完整的土木工程分解结构。最后以分解结构为目标进行方案设计，协调和整合各项目标设计方案及分解结构设计方案，以推动工程生命周期设计方案的完善和形成。
可见，以结构生命周期为基础进行土木工程的结构方案设计是一项复杂且庞大的作业。在工程生命周期设计方案的完善和形成之后，可以将设计方案交付于承包商或委托方，但是方案交付并非意味着工程周期设计方案的完成，只有工程施工过程中依照设计方案完成工程结构建设，确保寿命周期等设计目标的实现，方可认定工程生命周期设计方案已完成。细化阐述工程结构周期设计完成的实现手段，主要在于以下几点：
1、设计方案
土木工程的结构寿命设计一方面要对技术实现进行考虑，另一方面要依据工程所在地特点、地区土木工程发展现状与前景等对施工、运行、维护、报废、回收等问题进行考虑。由上文可知，土工程生命周期设计过程中包括工程功能一经济价值、工程一环境价值与工程可持续发展价值三个价值层次，其中包括了可靠性与安全性、可施工性、生命周期成本最优、节约环保性、可回收性、可维护性、可扩展性、防灾与应急能力八个方面。
2、实现手段
工程结构生命周期设计的完成，并不是设计方案的交付，而是工程最终交付与正常运行。在方案进行设计的过程中，需要实现业主、设计单位与承包商的共同参与。
2.1 细化结构生命周期设计理念
土木工程结构设计工作中包含结构、受力等6个专业，每一个专业在进行专业设计的过程中都要对结构生命周期设计理念中所提出的八个目标进行目标确定，确保制定的目标能够具有可操作性与可执行性。
2.2 依据专业目标实现专业工程设计要求的制定
在实现了各个专业可执行目标确定之后，设计单位应该依据这些设计目标进行专业工程设计要求的制定，确保设计工作能够满足设计目标，为设计方案的制定奠定基础。
2.3 组建土木工程结构设计专业团队
在设计专业团队中应该包含土木工程结构设计所涉及的六个专业，是各个专业设计的主干力量的集成。设计团队通过集成化的方式进行设计工作，确保各个专业之间能够保持有效的沟通，从而提高各个专业之间的配套，为项目生命周期设计目标的实现提供有力保障。
2.4 业主与承包商产业结构设计工作
土木工程的业主是指在工程投入运营之后的使用者，其意见或建议通常反映了该群体人员的需求，因此为了契合工程设计应当具有经济价值这一价值观念，在设计阶段或完善设计阶段可以听取业主要求，适当吸取其建议。工程承包商是指设计方案的施工方，他们是施工方案的实施者，对于施工方式是否具有可施工性最具有发言权。因此为了保障设计方案的可行性应当方案设计过程中，咨询承包商，吸取其施工经验，最大限度地提升工程设计计划实现的可能性。
2.5 承包商在施工阶段要保持与设计单位的沟通
在工程施工阶段，设计单位应当同工程承包商保持良好的共同交流关系，以便随时协商，确保设计方案的顺利实现。确保承包商依据工程生命周期设计方案来进行施工是实现生命周期设计目标的重要途径，而工程施工过程中时常会出现一些意外情况。因此，设计单位应当与承包商保持沟通协作关系，对于因为客观原因需要更改设计方案的情况，应当及时同对方沟通给出解决方案，对于施工过程中出现的各类疑问也应当及时给予回复，以便承包商可依据设计方案完成作业，实现寿命周期的设计目标。
结束语
综上所述，以结构生命周期为基础进行土木工程的结构设计，需要以工程生命周期设计的价值体系为指导目标，而保障该项设计方案的目标实现，则需通过多方协作，集合各方力量，规避传统工程结构设计模式的诸多弊端。
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论文作者:虎巧瑞
论文发表刊物:《基层建设》2015年21期供稿
论文发表时间:2016/4/1
标签：工程论文; 生命周期论文; 价值论文; 土木工程论文; 结构论文; 设计方案论文; 目标论文; 《基层建设》2015年21期供稿论文;