摘要：随着社会发展，人们对于土木工程结构设计中，为了最大限度的减少工程质量事故的发生，相关设计人员必须要在保证土木工程结构安全性能的情况下，尽可能的提高土木工程结构设计的经济性，这就对我国建筑行业特别是土木工程结构设计领域的从业者提出了更高的要求。本文对土木工程结构设计中的安全性与经济性进行了分析。
关键词：土木工程；结构设计；安全性；经济性
1 有效提升土木工程结构设计安全性的措施
1.1 深化土木工程结构的具体设计
第一，进行剪力墙设计时的注意事项。首先，剪力墙结构的平面设计应该遵循对称原则，墙面结构的承重力与质量中心点要完全重合，既要保证受力均匀，同时又要避免墙体歪斜。剪力墙结构的设计应采取内外结构形式，两面对其拉直，除非必要否则应避免采用单面墙结构，从而防止墙体在遭遇地震等自然灾害时，因自身刚性不足而倒塌。需要注意的是，剪力墙结构的设计应注意控制剪力墙之间的距离，强化其抗侧力性能，并扩展剪力墙的空间延展性。其次，要根据不同级别、不同类型的剪力墙刚度，来进行边缘构件的设计。一般情况下，剪力墙边缘构件大体分为有约束以及无约束两类，有约束边缘构件的截面承重力要比无约束边缘构件超出近一倍，且极限楼层位移角也多了一倍。第二，进行钢筋混凝土构件设计时的注意事项。在土木工程建设项目中，钢筋混凝土结构可以最大限度的承受外力。因此，在设计钢筋混凝土结构时，首先要充分考虑混凝土自身的配比与调制，通过精确计算构件截面的承载力，严格将裂缝控制在合理范围内，并适当增加混凝土强度，提高构件本身的耐久性。其次，为确保混凝土的工作性能，在设计混凝土结构时，还需要注意防渗能力的设计，在浇筑堆砌混凝土时，要注意养护的方式方法，尽量减少或避免裂缝的产生。另外，还需结合土木工程项目的实际要求，设计出合理的结构框架，重点考虑关键部位的结构形式，使得所有混凝土构件能够协同受力，最大限度的提高结构的整体性能。
1.2重视抗震设计，提高建筑安全储备
通过对地震灾害的调查研究，我们都知道抗震设计对于建筑结构设计安全性保障有重要作用。设计人员在设计过程中，应该注重建筑抗震设计，加强其建筑抗震措施，提高建筑物的稳定性，同时应该认真指导落实施工单位在具体施工过程中对建筑抗震措施的实现。经济基础决定上层建筑，随着我国经济的发展壮大，人们生活水平的不断提高，对建筑的安全性有了更高的要求。所以，可以适当提高我国的建筑抗震设防标准，有利于提高建筑结构的安全储备。我国设计规范相比于国外来说，在一些具体参数上还有些低，在安全储备上还不够，可以借鉴国外设计规范的优点，在实验数据的支持下，调整各方面的设计参数，提高对建筑的安全储备。
1.3创新设计软件
目前，人们对于建筑质量的要求日益提高，这就意味着建筑结构设计工作越来越复杂。设计人员要高度重视建筑结构设计的相关标准，并进行严格控制，采取合理的钢筋材料。如果设计人员仅凭现有的设计软件，就可能无法对钢筋材料的质量进行精确计算，无法满足建筑结构设计需求。一旦构件十分复杂，就需要对其承载力进行准确计算，从而提高建筑的安全性。为了获得更加精确的计算结果，就需要积极加强对设计软件的研究和开发，使设计者能够能够根据数据进行计算。目前的建筑结构设计已经不同于以往，设计师要加强技术含量，不断更新设计理念，方可实现对设计软件的灵活运用。专业的软件的操作系统往往十分复杂，而且在维护时会存在一定的难点，这就需要建筑设计师加强专业知识的学习，学会操作和维护软件。要进一步加强对设计师的培训，使其能够不断提高自身专业技能。
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1.4优化构造，保证结构计算的准确性
不同建筑结构类型所使用的构造方法也不尽相同，如刚度均匀的多层建筑，通常会使用底部剪力法;底层框架结构建筑，因其厚度较薄，在设计时，需要考虑变形现象，所以一般会采用双保险的计算方式，而不会利用框架抗震墙进行计算。这主要是因为，框架刚度是不会存在折减情况的，但是抗震墙会存在折减问题，考虑到由于地震作用而形成的倾覆力矩会造成底层框架中的附加轴力，故而不能用简单的单向板的计算方法来代替连续板的计算方法。双向板查表计算时，不能忽略材料泊松比的影响，否则，由于跨中弯矩未进行调整，将使计算值偏小。
2 有效提升土木工程结构经济性的措施
2.1优化设计的原因
土木建筑主体中，50%的成本通常花费在混凝土、钢筋、砌体等建筑材料中，并且该部分费用也是组成工程造价的主要内容。实践表明，通过对结构的优化大约可有效降低总成本的 10%~35%，对于大型建设工程，该部分费用风险较低，且资金数额通常较大，因此，开展结构优化设计不仅可以提高企业的资金周转率和利润，而且可以降低建设方的投资成本，具有巨大的经济价值。据不完全统计，影响工程质量的主要因素为结构设计问题，约占总事故原因的 40%。目前，各设计单位技术水平存在一定的差异，因设计质量造成工程项目返工、停工等现象十分常见。通过科学、合理的优化设计，可有利于业主提升设计质量，并且在降低工程风险，避免质量缺陷等方面发挥着重要的作用，可以在降低非必要投资的条件下提高工程项目品质，符合创建节约型社会主题。结构的优化设计通常并非业主要求的核心内容，因此，设计单位往往存在成本控制意识薄弱、控制积极性不高等问题，并且设计师在技术水平不足、任务重、时间紧的条件下，并不能很好地帮助业主控制成本。在此背景下，结构的优化设计非常重要，其不仅是保证建筑安全、耐久性以及功能性的基本条件，而且在最大化追求经济型、节约建筑占地面积方面发挥着不可替代的作用，已成为结构设计领域研究的主要目标。
2.2在保证质量的前提下有效降低成本
土木工程结构设计的经济性体现在对土木工程成本的控制上，而想要真正实现对成本的有效把控，就必须要土木工程结构设计阶段就注意对成本的合理控制。设计单位应具备质量控制以及成本控制意识，并在初步设计环节就要注重设计方案的安全性与经济性。对各设计方案进行综合考量，从设计成本、设计方案等多维度的评价与对比，保证所选方案具有较高的经济性。业主在选择竞标企业时，不得出现假公济私、走后门等不良现象，保证设计招标的公平公正。只有这样，才能寻找到土木工程结构设计方案安全性与经济性二者的平衡点，从而筛选出更具性价比的设计方案，大幅度缩减工程投资，保证土木工程结构的经济性。
2.3有效进行成本管控
土木工程结构设计的经济学控制首先应当从有效进行成本管控着手。对于工程项目来说，成本管控最重要的一个构成内容就是对于招投标的合理展开与控制，结构设计经济学的控制可以充分从这一点出发。和结构设计相关的招投标项目较为繁多，只有在每一个采购方向上都合理进行成本控制，严格实施项目预算，并且以严谨的方式进行招投标工作，这样才能够找到优质的合作方，获取良好的建筑原材料和设备。这不仅是项目质量的有效保障，这也是合理进行成本预算的控制，让结构设计的造价得到良好控制的过程。
结语
综上所述，安全性以及经济性是目前评价土木工程结构设计的关键性指标，同时这也会直接影响到整个土木工程的社会价值以及经济价值。
参考文献
[1]王建宁.分析土木工程结构设计中的安全性与经济性[J].科技创新导报，2017（36）.
[2]余添朋.提高土木工程结构设计中的安全性及经济性的方法分析[J].江西建材，2016（14）：9-10.
[3]杨丽娜.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:电子版，2016(36):138－139.
论文作者:曹君辉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/17
标签：土木工程论文; 结构设计论文; 结构论文; 建筑论文; 经济论文; 安全性论文; 构件论文; 《基层建设》2019年第12期论文;