當前我國土木工程在設計過程中存在的安全問題,特別是在民用建設設計時,為了追求經濟效益而忽略建筑的安全問題,影響土木工程的結構安全性以及結構耐久性。如果出現安全事故,造成的經濟損失不可估量。所以,解決土木工程結構設計的安全問題至關重要。
1.當前土木工程結構設計中所面臨的幾項難題
1.1 土木工程設計結構規范的安全等級低
我國在土木工程的設計中存在很多安全隱患,有的設計在使用很短時間后就出現各種各樣的質量問題,像墻壁裂縫、變形等現象時有發生,從而使得國人對工程質量缺乏一定的信任。而相比于國外來說,其在土木工程方面的設計遠遠強于中國,有的建筑甚至已有幾百年的修建歷史但仍然保存完好,未出現任何質量問題。出現上述現象的主要原因是我國關于土木工程的結構安全設置的等級較低,目前我國抗震設計規范規定的抗震設防目標是小震不壞,中震可修,大震不倒,圍繞這個目標完成的設計僅僅能保證小震下建筑的完好,在中震下部分結構構件可能會發生破壞。對于震后的維修是一個較難的課題,不僅是經濟方面的因素還有社會安定方面的因素。而國外的土木工程安全等級較高,這樣最終所涉及處理的工程質量必然存在一定的差異[1].
1.2 土木工程設計時結構體系的穩定性差
提高土木工程安全性的主要條件是確保結構的穩定性。然而縱觀我國土木工程設計結構還可發現存在著一些不足之處,即工程結構的穩定性較低。倘若該工程涉及的穩定性高,即使建筑工程的局部受到一定程度的損害,也不會使整體結構受到破壞。例如框架結構中半框架結構體系,底框結構體系都是不利于抗震的結構體系。在進行工程設計時應制定合理結構體系,不能僅依照計算軟件所提供的計算參數進行設計,很多結構體系不合理但是通過局部的加強后計算參數也是有可能滿足規范要求。所以在設計時應參考計算結果做出合理的判斷選取穩定性好的結構體系。就目前我國在土木工程設計技術方面還較為欠缺,使得建筑物出現塌方、損壞等現象,造成一定的人員傷害。像玉樹地震等帶來的房屋倒塌等現象都在時刻告誡我們增強土木工程穩定性非常關鍵。
1.3 框架柱截面積設計不標準
對于一些抗震等級要求不高區域的建筑來說,設計人員在設計時往往會將框架柱截面積設計的比較小。也有一部分設計人員為了為甲方控制經濟指標,結構體系中盡量減少框架柱的數量,增加梁的跨度,但是為了滿足規范要求,梁的剛度會比較大,造成了強梁弱柱的結果,這與強柱弱梁的結構設計理念是相違背的,強柱弱梁措施的強弱是相對于梁端截面實際抗彎能力而言柱端截面抗彎能力增強幅度的大小,是決定由強震引起柱端截面屈服后塑性轉動能否不超過其塑性轉動能力,不致形成層側移機構。強梁弱柱這種設計會存在一定的不足,當建筑物受到像雷雨天或是地震等外力,會使得建筑物的梁柱核芯區等出現不同程度的裂縫現象,大大縮短建筑物的使用年限。倘若遇到地震等自然災害時,建筑房屋極有可能出現倒塌等現象,嚴重者會使得人員受到一定的傷害,后果不堪設想[2].
1.4 設計要求在建筑的使用過程不能完全的體現
在進行土木工程設計中,設計人員會按照建筑物或構筑物的使用要求施加相應的外部荷載進行設計,但是在建筑物交付使用后卻不能嚴格按照設計要求進行使用,造成了超負荷使用,建筑物長時間在極限狀態下使用。因此要嚴格按照設計要求進行使用,最大限度的減少不安全事故的發生。
1.5 在設計中設計人員未意識到環境因素的重要性
設計人員在進行土木工程設計時通常對怎樣提高工程的安全性能以及延長工程的使用年限較為注重,而對環境因素的影響卻沒有引起足夠的重視。然而,環境因素對工程設計質量也有著不容忽視的作用,如果濕度較大或是水的酸堿度以及化學藥品的腐蝕等環境因素的影響,會對土木工程的質量造成一定的威脅,更有甚者會帶來一定的安全隱患。
2.增強土木工程結構設計穩定性與安全性的主要方式
2.1 設計方法應優化
隨著經濟發展的步伐不斷加大,建筑行業的發展速度也在逐漸上升,我國對土木工程管理的安全性引起了足夠的重視,并根據目前的發展狀況制定出切實可行的建筑行業新標準制度。從結構設計方面來考慮設計人員應嚴格按照國家相關安全標準進行設計,最大限度的增強工程的安全性與穩定性。設計方法不應停留在現行的小震靠計算,中震靠構造的方法來進行設計,應對每一個工程進行中震下的驗算,對宜破壞的主要構件進行特殊的加強措施,確保結構體系在中震下也是完好的。這樣既能保證結構體系的安全性也能保證其經濟性的要求[3].
2.2 重視設計人員安全責任觀念的培訓力度
要做好土木工程設計工作,設計人員在其中發揮著重要作用,要求他們一方面應具有扎實的設計理論知識與專業的基本技能,另一方面還需具有一定的安全責任觀念。在設計過程中要經過反復計算,對每一個工程的每一個數據都要有據可循。要用較強的安全責任觀念來完成每一個項目的設計任務。在平常多開展相關培訓活動,組織設計人員進行培訓和學習,設計人員自身也要不斷總結經驗教訓,確保每個設計階段都能高質高量的完成。
2.3 加強科研,推動創新
提高結構設計水平可以使設計成品具有更高的水品,更合理的結構形式,因此要不斷加強創新,不斷發展。作為結構設計師不能安于現狀,必須通過大量研究并反復計算,將成果運用到實際工程中。只有這樣設計出的成品才能更加安全可靠。
2.4 嚴格控制建筑使用條件
對土木工程結構交付使用后,應由建筑責任主體方負責控制建筑的使用要求,建筑要按設計條件使用,不得超設計標準使用,避免造成結構可靠度降低的現象。
2.5 加大設計機構安全監督力度
一些建筑結構設計安全問題也和安全監督不到位有關,應定期或不定期的審查建筑設計機構的設計過程,保證整個設計過程嚴格按照相關規定和標準進行,確保結構設計的安全性。
3.結論
總而言之,隨著建筑行業的快速發展,結構設計水平的高低直接決定了工程項目的安全性,而且與人民群眾的生命財產安全息息相關,結構設計人員要熟知自身工作的重要性和重大責任性。不斷的總結相關經驗,保證每一個建筑的安全性都達到要求。
參考文獻:
[1]薛揚欣。土木工程結構設計安全問題分析及策略研究[J].建設科技,2012,(16):75-76.
[2]郝敏。淺談土木工程結構設計中的安全性與經濟性[J].黑龍江科技信息,2013,(27):248-248.
[3]朱來慶,吳立娜。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,(05);215-215.