土木工程結構設計的控制措施

王澤宇　白從藝

【摘 要】隨著社會經濟的飛速發展，我國建筑行業的不斷進步，土木工程結構設計也越來越受到重視，文章主要對土木工程結構設計的控制措施進行了相關探析，希望可以通過本文可以給廣大結構設計工作者提供參考。

【關鍵詞】土木工程；結構設計；控制措施

近年來，隨著各種土木工程拔地而起，為人們的生活提供了便利，然而土木工程事故頻繁發生，給國家造成巨大的經濟損失，也給人民群眾的生命和財產造成了巨大損失。雖然國家建委發出了質量終身責任制，并加強施工質量管理，事故有了顯著降低，但由于設計的原因引發的事故比例卻在呈現上升趨勢。此外，因為設計師害怕承擔責任，施工結構設計過于保守，也給國家造成了巨大的經濟浪費。本文就這一問題作了以下淺要分析，希望可以有助于我國土木工程結構設計的控制措施的完善。

一、土木工程結構設計存在的問題

結構設計是結構工程最重要的質量指標，結構工程的安全性主要決定于結構的設計與施工水準，也與結構的正確使用（維護、檢測）有關。工程的安全性主要決定于設計者的結構的設計，當然此外也有施工者的水準問題，也與結構的合理使用與維護、檢測緊密相連。目前，建筑部門關于土建結構工程設計的安全管理水準較低，而國際上同類規范較高，出現事故較少，即使出現重大天災人禍，損失也較輕微。我國土建結構工程設計規范的欠缺就表現在牢固性方面差，結構構件沒有足夠的承載能力。結構的整體牢固性是建筑安全的保障，是土木建筑工程結構的安全設計的第一要考慮的問題，安全設計，即便建筑局部出現損壞也不會引起其它部分損壞甚至大范圍連續破壞倒塌造成極大的損失和悲劇，這是安全設計應具備的最基本的能力，然而由于土木工程結構設計在我國起步晚，發展比較落后，在實際操作中出現了很多問題。

1、安全設計不夠

工程設計規范的安全設置水準偏低。對土建結構工程的設計來說，結構的安全性主要體現在結構構件承載能力的安全性、安全系數范圍的定位、結構工程的整體牢固性與結構工程的耐久性等幾個方面。我國土建結構工程的設計規范的安全設計及設置水準，總體上要比國外同類規范低。這使得在工程施工中難以按照實際的去施工，是導致施工質量低的根源。

2、工程整體牢固性欠缺

工程設計規范的整體牢固性差。土建結構工程除了結構構件要有足夠承載能力外，結構物還要有整體牢固性。結構的整體牢固性是結構出現某處的局部破壞不至于導致大范圍連續破壞倒塌的而應該具備的最基本的能力，或者說是結構不應出現與其原因不相稱的破壞后果。結構的整體牢固性主要依靠結構能有良好的延性和必要的冗余度，用來對付地震、爆炸等災害荷載或因人為差錯導致的災難后果，可以減輕災害損失。而我國這方面的問題并不少見，很多工程的整體性差，因火災、地震、人為破壞而造成的整體倒塌另人矚目，尤其是在地質情況復雜、土質承載能力差的地區，在土建結構工程設計時不重視設計與設計前的論證及安全等級，造成的問題十分普遍，所造成的后果也是觸目驚心。

3、工程耐久性，養護維修意識不強

土建結構工程的耐久安全性差、正確使用與維護意識相對較差。我國土建結構的設計與施工規范中，把土建結構工程耐久性的重點放在各種荷載作用下的結構強度要求上，而對環境因素的作用（如干濕、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學介質侵蝕）下的耐久性要求則相對考慮較少或基本不考慮，并且在很多方面沒有細致的規范。而混凝土結構因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導致的結構安全事故或降低土建結構的使用壽命的問題十分普遍，不僅僅是設計單位忽視了其嚴重性，就其使用者也沒有足夠的認識，其普遍性和嚴重程度已遠過于因結構構件承載力安全水準設置偏低所帶來的危害。

二、加強土木工程結構設計的控制措施

1、增加結構的耐久性

我國土木工程的設計往往只重視不同荷載作用下工程的安全性和耐久性，而忽略了環境因素對土木工程的耐久性和安全性的影響，比如：濕度、溫度、土和水的酸堿度、化學腐蝕等等因素。而這些因素恰恰是影響混凝土和鋼筋使用壽命的主要因素。忽略了這些環境因素，對土木工程的耐久性和安全性造成影響，存在重大安全隱患。土木工程的結構設計完稿后，經過審核等沒有問題之后，并不代表從此不再修改設計稿。在后續的施工過程中，設計人員和施工人員還要保持密切的聯系，當施工中遇到問題、難題，應及時通知設計人員來核對圖紙、解決問題、修改設計，否則，易造成重大事故的發生。

2、重視設計的安全性

①從管理上保證設計的安全性。選擇資質等級高、實力強、管理先進的設計單位，掌握最先進的設計理論及設計方法，擁有最先進 的設計設備，其設計人員素質較高，設計經驗比較豐富，其設計成果質量往往也很高。②加強理論學習，熟練掌握設計計算理論及方法，設計人員對設計計算理論及方法的掌握程度直接影響設計質量。③一般來說，設計者考慮到的設計計算項目都能滿足安全要求，但通過研究分析表明，設計事故多數是由設計者疏忽而漏掉某個項目引起的。所以在設計時要認真對待，對于每一部分的數據都要認真核對。④設計圖紙要詳細。由于施工人員素質差異很大，設計者應該本著吃苦耐勞、嚴謹細致的態度對某些細節詳加說明以便于不同的施工者都能理解圖紙的意思，能夠嚴格按照圖紙進行施工，從而避免因圖紙的問題造成的工程質量事故。⑤加強過程監管發現問題及時修改設計。設計文件審核實施后，設計單位與施工單位要保持聯系，及時糾正施工人員的理解錯誤，對發現的問題要及時核對設計，發現錯誤及時改正。對施工人員提出的建議，要給以足夠的重視。

3、重視結構設計的經濟性

①在保證經濟性方面可以利用投招標進行設計方案、造價等綜合性的評估和選擇，即在項目設計前就對經濟性進行一定限度的控制，利用專業的設計單位所提出的設計報價形成一個清晰的經濟性指標，以此降低成本的浪費。②在結構設計中應當鼓勵設計人員采用靈活的設計思路和方法，不要一味的利用標準圖進行設計。采用標準圖雖然可以降低設計工作量、加快結構設計進度，也可相對減少設計失誤率，但此種設計方式往往不利于降低工程結構造價，因為標準圖設計是按照相應的安全規范標準進行標準圖形選擇，而高標準意味著高成本。因此在設計中應當發揮設計人員的能力，在設計中利用合理的結構方式既能保證安全又能降低成本。③在施工中應協調好各個相關部門的關系，以獲取更多準確的資料和幫助，以此降低成本。土木工程中結構設計涉及到的不僅僅是單純的施工問題，還需要大量的輔助性資料和工作，如地質勘查的資料和數據、檢驗檢測數據等。因此設計人員應當在設計中與多個相關部門進行合作，利用全面的資料和數據來輔助提高設計的經濟性。因為環境氣候、地質結構等因素將對設計的標準和安全需求產生直接影響，也會影響到結構設計的經濟性。

4、加強土木工程結構設計的減震設計

減震的思路是根據結構的震動反應，通過自動控制或者執行系統，主動的對結構施加一定的控制力，達到減小震動對結構的負面影響。從控制理論上看結構減震的方式主要有兩種：一是被動控制技術，此種方法沒有外部能源的供給，也稱之為無源控制技術。主要包括了隔震與減震兩種，主動控制技術則是為系統提供能源供給，也是一種有源減震技術。

三、結語

綜上所述，土木工程的安全性和耐久性是土木工程的最關鍵問題，它關系著工程質量和使用壽命，并且同時也關系著人民生命和國家財產的重大問題，因此土木工程的安全性和耐久性值得進一步探究，以促進其更加科學化、合理化。

參考文獻：

[1]高宇.我國土建結構工程的安全性與耐久性分析[J].吉林大學學報，2008

[2]張林.土建結構工程的安全性與耐久性[J].高新技術，2009

[3]朱來慶.淺談土木工程結構設計中存在的問題及對策J].黑龍江科技信息，2012.5.