土木工程结构设计安全性分析

土木工程结构设计安全性分析

乐知非

海南津杭设计工程咨询有限公司武汉分公司,湖北武汉 430000

摘要：目前，我国土木工程行业发展快速，各类大型的土木建筑不断出现在各地，从这些项目的施工情况来看，结构缺陷问题较为突出，许多项目由于结构问题出现设计方案变更的情况，导致施工进度和企业的经济效益受到影响。目前我国土木结构设计中主要存在问题有土木结构缺乏完整性、土木结构缺乏安全性和土木结构参数误差大等问题，这些问题对土木工程安全和质量产生了不利的影响。基于此，本文就土木工程结构设计安全性进行简要分析。

关键词：土木工程；结构设计；安全性

1 土木工程结构设计安全性原则

安全性原则是土木结构设计的首要前提，如果建筑结构存在安全风险，可能带来不可估量的影响和损失。安全性设计要点的核心是满足工程力学极限值指标，建筑能够在极限指标范围内保持足够的稳定性。例如，在房屋建筑工程中，承重墙是支撑建筑重量的主要结构，在设计阶段必须确定承重墙上层建筑的整体质量和后续使用过程中可能增加的质量，确定最大承重指标后进行设计，并预留一定的承重空间。建筑结构安全性直接关系到建筑使用者及周边人群的生命健康安全，如果设计过程中忽视了相关安全指标，可能导致建筑的整体安全性降低，埋下一定的安全隐患。此外，安全性设计要点也要求设计人员能够充分考虑到建筑投入使用后可能面对的安全风险，如果这些安全风险要素出现，建筑能否保持足够的稳定性，如地震、火灾、台风等，虽然自然灾害发生的时间、地点和影响范围无法预测，但是也要确保建筑在一般自然灾害发生后依然保持足够的稳定性。

2 土木工程结构设计中存在的问题

2.1 整体性差

从目前我国建筑结构的现状来看，整体性能不佳是一个十分严重的问题。建筑工程是一项系统工程，必须把它看成一个整体，以确保各个领域的规划和设计达到特定的需求。然而，许多建筑设计师在进行建筑设计时，往往缺少全局的思考，不能有效统一一个区域的具体经济状况与整个城市的规划，因此所反映的总体效果并不理想。尽管这些问题的影响并没有特别明显的特征，但是在实际应用中，由于其结构的缺陷逐步暴露，从而降低了使用者和居住者的使用体验。在实际应用中，既反映了建筑与周围环境的不和谐，又造成了建筑本身的效果达不到应有的水平，给建筑施工带来了极大的影响。

2.2 土木结构缺乏安全性

土木工程结构设计的安全性是工程建设中必不可少的环节，安全是工程质量和使用寿命的保障。目前，我国的建筑施工安全标准还不够严格，许多细节都没有落实到位。总体来说，承载力、安全系数、可靠度、耐用性等问题都比较突出，与国际上许多领域的技术水平相比较滞后，在土木工程设计中也有一些缺陷，这就造成了我国现行的安全标准比较松懈。

2.3 土木结构参数误差大

结构参数误差是影响结构稳定性和安全性的主要因素，如果在设计过程中相关参数误差较大，施工工程安全和质量将会受到影响。部分设计单位在设计阶段未能得到严格准确的工程勘察数据，导致部分参数失真，设计阶段应用错误参数设计土木结构，从而导致土木结构质量受到影响。例如，建筑地下室结构设计时，勘察单位提供的抗浮设防水位不准确或仅提供勘察期间的稳定水位，抗浮设计时计算所得的数据偏差较大，设计时应用错误参数导致抗浮结果出现较大偏差，如果施工单位按照此设计方案开展施工，可能出现安全隐患。参数误差问题产生的另一个因素是设计人员未能结合施工项目所在区域的实际情况判断周边环境带来的影响，其制定的设计方案较为理想化，而实际施工过程中施工单位需要面对的不可控因素较多，所以施工作业的实际情况与设计方案存在一定的差异，导致施工安全性受到影响。

3 土木工程结构设计方案优化措施

3.1 引入先进技术保障结构完整性

在土木结构设计方面，信息化设计软件的应用有着突出的效果。设计单位应引入信息化设计工具，利用信息化设计工具开展设计工作，从而提升土木结构的完整性。例如，使用CAD绘图工具，这种绘图工具在设计行业有着广泛的应用，利用计算机可以合理地调整参数，能够有效防止手绘方法计算错误导致设计结构缺陷。与此同时，利用BIM工具能够对设计方案进行建模，通过观察土木结构模型对设计方案中存在不足的地方进行修改，能够避免施工单位将存在缺陷的设计方案应用于施工作业中。与此同时，设计单位也应该收集和总结以往设计案例中出现质量问题的案例，分析设计方案的不足，在后续设计过程中尽可能避免相关问题出现。引入先进的设计技术能够有效地保障设计方案的完整性，避免设计缺陷问题对土木工程质量造成影响，从而保障土木工程质量。此外，设计人员也应该积极主动地学习国外先进的设计技术，应这些技术应用于国内土木工程设计工作中，不断提升土木结构设计的合理性。引入先进的设计技术对于解决传统设计技术中存在的问题发挥着有效作用，因此设计单位应加大技术研发力度并不断学习一些先进的技术，全面确保设计土木结构设计的完整性。完整性原则是对土木设计工作的基本要求，如果完整性原则得不到体现，土木结构的安全和质量将会受到一定的影响，这也要求设计单位能够从土木结构稳定的结构入手进行分析和研究，对设计方案进行有效分析，在保障设计方案完整性的前提下应用设计方案施工，保障土木施工的质量。

3.2 综合考虑土木结构的安全性

安全性设计原则直接关系到土木工程项目安全性，因此必须加强安全设计管理工作。在安全性原则方面，必须从具体的设计角度入手，严格地控制各项设计要点。例如，设计桥梁桩基结构时，应考虑到桩基所处位置的水文变化情况、桩基的最大承重和自然环境变化等因素对其造成的影响，如果设计过程中忽视了某个因素，可能对桩基的安全性产生威胁。设计过程中也要考虑到土木结构后期维护管理内容，尽可能选择便于维护管理的结构，这不仅可以降低维护管理工作的难度，而且也能保障维护管理的效果。很多土木结构出现质量问题都是由于设计过程中对安全性要素考虑不够全面导致的，如未能考虑到工程项目后续投入使用后环境因素变化对其结构稳定性造成的影响，所以随着工程项目使用时间增加其安全性也受到了一定的影响。设计单位应重新认识安全性原则重要性，能够将所有影响土木结构安全性的要素考虑全面，并在设计过程中融入安全理念，有效地保障设计方案的安全性。此外，应用BIM工具可以对设计方案中存在安全隐患的内容进行分析，利用BIM系统演示功能可以模拟施工作业过程，如果设计方案存在安全隐患，演示系统能够将相关隐患清晰地展示出来，从而帮助设计人员优化和调整设计方案，确保设计方案的安全性。设计单位需不断地创新设计方法，充分地考虑各项影响因素对设计方案安全性的影响，从而更好地确保设计方案的安全性。

3.3 强化设计人员管理

在管理制度方面，必须对设计人员失误行为提出具体的处罚措施，这是减少人员失误的关键一环，通过惩罚措施能够使技术人员更好地规范自己的行为。在管理体系建设方面，应通过现场技术管理和远程动态管理的方法实现对技术人员进行有效管理的目标。管理工作优化工作的开展也应立足于设计单位广泛存在的问题进行分析，制定更多有效的发展措施，使每一个设计环节都能在具体的管理体系支撑下得到有效控制。此外，设计单位也可以建设线上管理体系，设计工作全部在线上完成，管理人员能够结合线上设计工作内容对设计工作存在问题的地方进行分析和研究，结合具体的问题制定解决和调整措施，最大限度保障设计工作的效率和质量。不断地优化管理工作，制定科学的管理方法和措施能够实现对各个设计环节的有效控制，解决常见的设计问题，有效提升土木结构设计的质量。

4 结束语

要加强土木工程结构设计的安全性，需要全面考虑各种加强结构设计安全性的方法和具体情况，并且科学、合理地选择合适的方法。并以此为基础，将各种加强结构设计安全性的方法整合在一起，进而加强土木工程结构设计的安全性，提高建筑企业的经济效益。另外，还应加强钢混结构设计在建筑工程中的应用，这样可以有效提高结构设计的质量，提升建筑设计水平，确保符合相关要求，为用户提供良好的居住环境。

参考文献：

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