时间:2023-02-23 11:49:16
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随着新时代的到来,我国人民的生活水平得到了大幅度的提高,各个领域的产业与经济也得到了长足发展。但是伴随着发展的同时,也面临着极为严峻的能源短缺问题,因此需要对节能环保予以高度重视。传统的土木工程建筑对于能源的损耗较大,能源利用率不高,对于不可再生能源的耗费比较大,因此造成了十分严重的能源危机。所以,需要将绿色节能技术与材料应用到土木工程建筑当中,充分认识到建筑节能的重要性,不仅可以改善土木工程建筑的综合性能,还能为人们提供舒适、宜居的住宅环境,这样才能有效推动土木工程建筑行业的可持续发展。
一、土木工程建筑节能概述
全球能源危机的新形势下,我国社会各个领域落实“双碳”目标,各行业都在实施绿色低碳转型,不仅注重绿色节能技术的发展,并且大力发展了新能源产业。在目前的新形势下,土木工程房屋建筑在施工、材料生产及建成后使用等各方面都需要降低能源的损耗。将能源节约技术应用到土木工程建筑当中,不仅为居民带来了舒适、实用的居住环境,同时又实现了节能的目的。因此,土木工程建筑设计施工过程中,应使用节能环保材料、技术,来提高住宅建筑的综合性能,提升建筑节能效果。保温材料的应用能够保证室内温度的恒定,减少居住过程中室内能源的损耗,通过对墙体、门窗、屋顶等位置进行保温处理,也可以减少能源损耗。随着新时代的到来,我国陆续制定并实施了一系列关于住宅建筑节能的政策与制度,规范了建筑节能材料的使用,从而为实现能源的可持续发展,提高资源利用率提供了制度保障。
二、土木工程中建筑节能的重要性
(一)推动建筑行业良好发展
在新时代,居民对于土木工程建筑的要求也在逐渐提高。现阶段,传统高能耗的建筑已经难以满足居民的居住要求,人们趋向于追求高品质、低能耗的住宅环境。人们在选择房屋住宅的过程中,会对建筑的综合节能水平进行综合考量。所以,这样的社会需求,会促使土木建筑行业采取节能环保的设计理念,有效推动建筑行业的健康发展。建筑行业需要紧跟时代发展的脚步,对人们的住房需求进行深度考量,有效突破以往僵化的建筑设计思维,在建筑设计方案当中融入节能环保理念,这样才能促进建筑行业的健康可持续发展。
(二)缓解能源危机,减少能耗
在土木工程建筑所消耗的能源当中,占比最多的是燃料能源。作为不可再生的能源,目前我国的燃料能源面临着极大的危机。相关调查研究表明,我国目前化石燃料储量情况如表1所示。现阶段,尽管煤炭探明储量较高,有1145亿吨,但是可开采年限也仅仅只有109年,而石油和天然气的可开采年限更少。随着能源危机的日益严峻,务必对土木工程建筑节能予以高度重视。将节能措施应用于土木工程建筑当中,能有效地降低能源的损耗,对能源危机也能带来极大的缓解作用。此外,还需要对以往的高能耗建筑进行节能改造,提升其节能水平。将节能技术应用到建筑物当中,能够推动绿色建筑的发展,对居民的生活环境带来极大的优化,有效提升人们的日常生活水平。
(三)有助于保护生态环境
在开展土木工程建筑施工的过程中,往往会对周遭的环境带来诸多污染,包括噪声污染、废水污染、废气污染、其他化学品污染等,这对周遭居民的生活环境带来了极大的负面影响。据相关研究,土木工程建筑所带来的污染在所有环境污染因素中占比30%以上。传统施工过程会产生大量诸如二氧化硫气体的毒害物质,并且会排放很多污水,导致生态环境中的水资源中增加有害物质。土木工程建筑节能能够降低施工、生产过程中所产生的能源损耗,因此可以减少污染物的排放,实现对生态环境的保护。绿色建筑节能技术能够对施工环节中产生的污水进行净化处理,有效避免水污染的发生。绿色节能施工设备的能耗小,所产生的振动幅度也小,因此也能避免对周边环境造成的噪声污染,从根源上杜绝了噪声,还周边居民一个安静、舒适的生活环境。绿色节能技术也能够对施工时间结构进行改善,不会干扰人们的正常休息时间,避免对居民的日常生活造成干扰。通过对新型城市住宅的建筑节能设计,加上国家层面颁布的相应评价标准约束,能够使土木工程建筑施工过程中根据相应的规定进行污染物排放,从而避免建筑对周边生态环境造成破坏,实现对生态环境的有效保护。
三、土木工程中建筑节能的原则
(一)科学选择施工位置
我国各区域的自然环境、土壤性质、地理地貌都有极大的差异性,因此,想要实现能源的节约,在进行土木工程建筑施工的过程中,需要对各地区的环境特征进行深入分析,选择合适的施工位置。在施工的过程中,需要深入了解自然规律,对当地的自然环境、气候条件、地理位置进行多方面的考察,科学地选择土木工程施工的地址,从而使土木工程建筑与自然环境实现完美融合,有效减轻施工环节的各项负担,并提升土木工程建筑能源节约的性能。
(二)合理规划外部环境
在进行土木工程建筑外部环 境规划的过程中,需要注重经济、安全等要素,在选址过程中需要综合考量外部环境,合理地规划设计,及时修改其中存在的不利因素,为优化建筑内部环境奠定坚实的基础。比如,可以通过对外部环境进行花草种植来减少噪声污染、改善空气质量,有效促进室内外环境的融合与协调,实现内部环境与外部环境的有效呼应。此外,可以在外部环境当中设置花园、池塘、假山等景观,这样能够实现对内部环境的温度调节,实现对能源的节约利用。在设置外部环境的过程中,不能影响室内的采光,需要注重居民居住环境的美感,为人们提供良好的居住体验。
(三)引入建筑节能技术
相较于发达国家和地区,我国对于建筑节能技术研究和应用起步较晚,仍然有着很大的进步空间。节能技术的应用较为广泛,不仅能够应用到土木工程建筑当中,还能在工业中得到有效的利用。因此,有效推广节能技术,对各行业的发展,尤其对于土木工程建筑的发展有着至关重要的意义。现阶段,我国比较缺乏精通于节能技术的人才,对土木工程建筑节能技术的应用造成了一定的制约。另外,政府部门对土木工程建筑节能的监管力度也不够,因此需要注重先进节能技术的引入,从根本上落实建筑节能的各项举措。
四、土木工程中建筑节能的优化措施
(一)加强行业监督管理建筑节能方面的相关政策落实
在监管层面上缺乏应有的监管力度。因此,建筑行业与相关部门需要制定针对性较强的扶持政策,强制性执行建筑节能的相关举措,落实监督管理工作,制定切实的监督管理机制,从而使施工人员、设计人员、开发商在建筑用材、选材、管理、实操等环节中,能够做到有章可循,有效促进土木工程建筑节能技术的推广与实施,这对于建筑行业的健康发展能够带来极大的推动力。在政策与法规制定的过程中,可以吸取发达国家的经验,对于能够超额完成节能目标的施工单位,需要基于物质与政策上的扶持与激励。
(二)优化建筑节能技术
土木工程建筑节能技术依托于先进的科学技术,在节能技术的持续创新与应用过程中,能够对土木工程建筑的性能进行有效改善,降低能耗,使能源利用率得到大幅度的提升。将节能材料引入到土木工程建筑施工环节当中,降低不可再生能源的应用,对于结构材料的应用,需要提升其使用期限与强度。针对应用于围护的结构材料,需要具备隔热、保温等方面的性能,这样才能够使建筑环境为居民提供恒定的室温。此外,管道、涂料、隔音、防水等材料,都需要符合节能的特征。针对轻质的门窗材料、屋面材料、墙体材料等一系列节能型建筑材料,也应当提升投放量。在土木工程建筑施工的过程中,对于那些具有污染特性的施工材料,需要避免使用,多引入一些清洁的能源与材料,加强对有毒有害物质排放的管控。
(三)将人本理念融入到建筑节能中
在开展土木工程建筑节能工作的过程中,需要从综合层面上考量建筑的节能效果,不能片面地追求建筑节能。有些人员缺乏对建筑节能的科学认识,片面地认为降低建筑使用水平与标准的简易房,就属于建筑节能。随着科技的飞速发展与经济的快速进步,对于能源的损耗也在逐日增多,各界人士对于节能环保的认识也在逐渐提高。因此,建筑节能理念需要落实相关政策,土木工程建筑施工不能通过降低建筑的舒适度、降低建筑的综合性能来实现节能,节能工作必须要立足于高质量的建筑性能与良好的住宅环境,必须将人本理念融入到建筑节能当中,重视居民的切身利益,满足新时代人群对于住宅的各项需求,这样才能促进社会的良好发展。
(四)加强建筑节能宣传工作
在开展土木工程建筑节能工作的过程中,需要提升相关人员对于节能理念的正确认识。建筑施工环节不能脱离于人们的日常生产生活,需要与人们的需求相结合,将建筑节能的优越性宣传推广给相关人群与企业,利用线下宣传与互联网宣传相结合的模式,推广土木工程建筑节能的科学方法与丰富经验,为建筑节能营造良好的舆论环境,从而使各界人士在潜移默化的影响中,认识到建筑节能的重要性,深入了解建筑节能的各项举措,转变传统僵化的思维,对土木工程建筑节能予以高度关注,这对土木工程建筑节能的发展能够带来极大的推动作用。五、结语总而言之,随着能源危机的日益加剧,必须要加强对土木工程建筑节能工作的重视度,了解其工作原则,通过实践不断优化各项节能举措,使其满足居民的需求,保护生态环境。将节能技术与材料应用到土木工程建筑当中,能够有效降低能源的损耗,提升能源利用率,改善建筑综合性能。将土木工程建筑节能重视起来并及时地采取相应的行动,能够有效缓解能源危机,降低生态环境的负荷,促进人与自然和谐发展,并且为建筑行业的发展创造十分有利的条件,从而推动经济社会的良性发展。
作者:杨煊 单位:江苏省盐城市市政建设集团有限公司
土木工程应用2
建筑质量是人们普遍关心的问题,其中,建筑的安全和耐用性的设计将会对建筑安全造成很大影响。但在实际工程中,由于工程结构比较复杂,很难进行现场试验。而在这些工作中,如隧道压力、地下工程等都要面临多种不同的情况,而在此期间,由于环境的变化,必须做好土木工程结构设计,这也是目前土木工程施工面临的难点。在某些高耸、大跨度土木工程结构设计中,为了使结构的各个部分得到充分调整,必须对土木工程结构的设计与施工策略进行全面分析与研究,才能使土木工程达到最佳施工效果,保证施工安全。
一、土木工程结构设计与施工策略之间的关联
在土木工程中,一般都会依据现场具体情况来确定其强度,依据有关原则确定合理的建筑构造。对这些因素进行综合研究,发现制约土木工程结构稳定的主要因素,将施工策略应用到合理设计之中。工程施工单位应按照设计图进行工程施工,运用有关技术对工程各方面的工作进行指导。同时,相关施工技术也会渗透到建筑的各个环节,其中还涉及施工工艺、技术手段等。只有按照工程规范进行,才能确保工程质量和控制工程进度。只有保证土木工程安全可靠,它的最终使用效果才会实现。在工程实践中,为了提升工程原有效益,建筑企业必须针对工程具体操作流程进行相应设计。比如,压实混凝土可以应用于工程的基础上,但是在距离住宅楼很近的情况下,不能使用冲击钻孔,这会对居住小区环境产生很大影响,从而产生严重的环境污染,所以必须采取螺旋钻孔和洛阳挖的方法。从这一点可以看出,最大难点是施工工艺与结构设计。因此,必须对工程进行合理设计,合理地选用技术,以确保工程的成功。在进行土木工程结构设计时,必须保证设计的合理性,从而保证土木工程施工技术的可执行性,从而保证工程质量。在土木工程中,科学的施工策略可以对土木工程结构设计产生影响,减少不必要的施工工序。比如,在进行遮阳篷设计中,可以采用悬挑式或梁板柱,但既要保证结构美感,又要保证结构安全,还要兼顾施工工期。悬挑式混凝土构件设计完全按照设计理念进行,可以将地基上的模板拆卸下来,但普通结构的强度不可能达到100%,只有75%的强度,因此可以采用悬挑式的混凝土构件。在进行土木工程结构的设计中,应将土木工程结构设计与施工策略相联系,使其与施工现场的实际情况相适应,确保工程施工质量。
二、土木工程建筑结构设计原则
1.严谨性原则
在建筑结构设计时,要注意避免设计缺陷。在土木工程建筑结构设计完成后,要对有关方案进行详细分析。尤其要重视工程施工中的薄弱环节,并根据有关规定,对土木工程建筑结构的设计进行审查,以保证工程安全,确保工程顺利进行。
2.效率性原则
在土木工程实践中,应先确定建筑物设计图标,以确保相应规划图可以在具体工程中得到具体体现。在理解民用与公共建筑构造过程中,必须对建筑物的信息进行高效综合分析。在建筑物的整体设计中,要充分发挥出图标的效能。在工程设计时,必须对工程实践中的难点进行全面分析,并对可能存在的问题进行讨论,对结构设计进行合理性分析,以保证建筑结构设计的精确度,提高施工效率。
3.合理性原则
在土木工程建设前期,必须对基础条件进行清晰界定,以保证工程项目的实施具有科学性。合理的结构设计是保证施工质量的前提,提高施工效果的先决条件。在初步设计时,应全面分析有关工程的结构特性,并对其工程的具体施工情况及周围环境进行研究,确保土木工程建筑结构设计的合理性,使其符合实际情况。在土木工程施工过程中,建筑材料的质量必须达到相关的国家标准,因此,设计人员必须对周边的环境状况有一定认识,才能保证整体设计工作顺利进行。
三、土木工程结构设计和施工策略存在问题
1.建筑的可靠性较低
由于技术上的问题,导致施工策略存在一定问题,土木工程结构设计上存在不足,会造成总体设计可靠性下降,而设计者在实际的施工中并没有遵循总体的要求,使得土木工程结构设计中的施工技术不够规范,所涉及的内容也不够充分,导致了土木工程结构设计方案不够完善,在实际执行中也遇到了很多问题。目前我国土木工程技术水平还有待提高,而在实际施工中,工艺不成熟是造成技术水平出现问题的重要原因。
2.设计安全性存在问题
土木工程总体设计要求在实践中尽可能地确保工程总体设计与施工安全,而目前,有关部门对整个工程总体结构和工程施工品质控制进行深入探讨,还没有把重点集中在施工的安全性上。所以在实际施工中部分施工单位没有严格遵守有关的安全法规,这种做法不仅会使工程本身的安全性更差,而且会引发各种施工事故。
3.实际操作存在不规范情况
由于施工单位经过长时间实践,土木工程施工策略能够迅速地应用,因而,各级有关部门难以对实际操作进行全方位的质量监控,从而使土木工程在实际项目中仍有问题的存在。比如:由于项目监理工作中出现一些问题,导致了项目的技术管理工作出现严重安全隐患,同时也给项目总体施工带来了不利影响。
四、土木工程技术
1.合理控制施工结构
在实施土木工程过程中,依据工程实际状况和设计具体原理来进行,一般有两种方法:一是要结合工程实际状况,对工程进行合理的结构设计,确保承载力符合设计要求。其次,在工程施工中应根据图纸来检验钢筋承载能力,确保所选择的材质品质良好。在建筑工程施工中应强化技术监督,对工程施工中出现的问题进行全面的技术监控,对工程技术中出现的问题进行总结。在土木工程的施工组织管理中,除要对目前施工组织进行合理优化,还要在具体施工中对存在的问题和技术缺陷进行梳理,并从问题查找和处理流程中,使我国工程施工质量得到持续提高。另外,在建筑工程、水利工程、公路、桥梁等工程领域,需要采用大量的钢筋混凝土结构,这样会让工程具有很好的稳定性和耐用性。
2.桩基技术
在桩基技术施工过程中,存在着以下几个问题:在安装过程中,根据地基的沉降率和承载力来进行设计,其中沉陷技术的应用最复杂,基础抗压强度是根据横向和竖向的压力数值来求的,根据组合应力和横向加载的方式,来决定桩的安装数目和技术。在桩基础工程实践中,若不按设计图纸进行施工,将会导致不同形式的施工技术产生问题,从而对桩基础工程的施工造成不利影响。为此,建筑企业要做好桩基础的前期工作,正确划定桩的作业区域,并在施工场地中进行清除。此外,工地还必须进行打桩试验,使用最新的测量仪来确定桩位,根据桩位不同,进行不同定位。桩基排水施工是桩基础施工中最关键的一项工作,因此在施工前应事先设置好排水管道,然后才能进行施工。在进行群桩施工时,应根据上述资料进行合理的打桩次序,确保周围建筑物不被围护结构所损坏,并确保周围施工的安全。
3.土木工程中地基加固技术
在当前地基加固中,常用的加固处理方式有换填法、排水加固法、挤压法、胶结法、加筋法等。换填技术是目前应用最广泛的一种地基处理技术,它一般适合于现有的土体条件不足,采用更换土垫和置换法。换土垫层技术是用质量好的土壤代替原有的天然土壤,这样更有利于整个替换。置换法主要有石灰置换法、碎石置换法、水泥置换法等。比如在潮湿的地区,会出现大量积水,从而影响到建筑物的稳定性,必须要将土壤中的水分抽干,才能确保建筑物的稳定性和安全性。为了确保土壤稳定性必须采用加筋法,加筋法可以防止土壤移位,其中加筋法也是目前土木施工中最常见的一种,特别是在一些比较复杂的施工项目上。
五、土木工程结构设计和施工技术关系的协调措施
1.加强对钻孔灌注桩基础的设计
钻孔灌注桩基础设计与工程施工的好坏有很大关系。在工程实践中,建筑师要依据工程具体条件,编制出相应的设计方案,在工程造价、技术等方面,多数工程人员都会选用旋转法,因为这种方法会让工程具有较高的承载能力和较高的品质,钻孔灌注桩应用与造价标准也符合。因此,在工程设计中要清楚地标明相关设备,确保其技术是可行的。
2.在施工设计中加入深基坑支护设计
在土木工程中,深基坑是高层住宅施工的重要组成部分。在基坑施工中,必须对各施工环节、各工序进行严密控制,并设置停止点,保证各工序的施工质量。由于我国国土广袤,地域广阔,存在着各种不同的土壤类型,因此,在土木工程中,深基坑支护作业要做到全流程的有效控制,准确掌握设计参数、挖掘深度,做好排水,同时还要考虑附近建筑设施的安全稳定,确保工程总体质量和结构使用安全。可以将作业人员分成不同的小队,根据不同的工作地点,制定不同的工程计划,针对不同的情况,提出相应的应急措施,这样才能及时处理突发事件,降低工程安全风险,确保工程质量,避免不必要的损失,达到双赢效果。
3.设计与技术协调需要加强工程监管
如何确保建筑工程结构与技术的和谐发展,是确保建筑工程质量的关键。我们都知道,任何一个工程的施工,都需要有合理的设计图来支撑,所以,必须事先对施工场地进行勘察,并依据具体条件,对各种问题进行可行性分析,以确保施工方案的可行性和合理性。在此基础上,各施工单位要在竣工后对各环节进行监督,确保在施工工艺上切实使设计关键节点得到优化。第一,编制工程计划必须做到科学化、合理化;第二,在生产作业中,必须严格遵循建筑作业规范;第三,对施工的整个过程进行全面的监督和验收,采用最优的施工工艺,确保工程质量。
4.提高工作人员的专业素养
随着社会的进步,科学技术也在不断发展与进步,提高工作人员的专业素养以及一些新技术的运用与创新,是推动着土木工程结构设计思想优化的重要内容。其中,最重要的问题是如何加强设计者和施工者的专业素质和整体素质。在施工工程中,要不断地提升工作人员实力,必须要不断地收集相关的专业信息、最新的产业动向,并且要经常举办相关的培训和交流活动,不断地提升设计师和工程技术人才的素质。在新历史条件下,设计者必须学会多种现代化的建筑结构,通过不断地改进技术,让施工人员掌握最新技术,并根据工程的实际情况做出合理的、科学的设计。根据工程项目的要求,更好地进行工程施工。
5.加强土木工程质量监管
在土木工程中,结构与施工技术是相互协作、相互协调的,要保证两者之间的紧密联系,并在施工中强化质量监督。在实施土木工程时,首先要用结构设计作为依据,然后再依据设计图来完成施工,因此在这个过程中,设计者必须对整个工程进行全方位地思考,对具体的施工情况有完整认识,保证工程的合理安排。在实施施工技术时,施工单位要对项目的每一个环节进行严格有效的监督,以保证在施工技术上可以有效地实施相关的项目。首先要严格遵守工程进度,对工程进行科学规划,然后要对工程进行严密管理,以保证工程的精确度;最后,应加大对工程质量的监督,尽量使工程技术的使用效益最大化,降低工程质量问题。六、结语综上所述,在国内正在进行的一系列的工程中,如何将土木工程施工策略与土木工程结构设计进行有效的协调,已经成为非常重要的问题,因此,在整个土木工程项目施工工作中,要强化土木工程施工策略、土木工程结构设计的关联性。工程施工中所采用的整体综合施工技术是土木工程结构设计科学、合理的保证。另外,在工程中还需要更科学、更先进的施工技术,否则木工程施工策略与土木工程结构设计的配合就会变得非常复杂。土木工程结构是建筑技术的重要组成部分,而工程技术则是一种使其得以实施的方法。如何使施工技术和结构的合理配合,加强施工管理和设计师的职业素质,从而使施工队伍的整体素质得到持续提升,这样才能使施工技术得到有效发展,最终确保工程施工的安全。
作者:唐伟桓 单位:河海大学河海里尔学院
土木工程应用3
土木工程结构完整性、稳定性和美观性是衡量土木工程项目质量和价值的重要指标,其还直接关系到企业的经济效益[1]。随着我国工程领域不断发展,土木工程行业进入繁荣发展时期,工程项目的规模和难度也不断加大,科学地制定工程项目设计方案对于确保工程项目安全性和质量有着重要意义。设计单位应总结设计方案中的不足,不断调整设计方法和完善设计方案内容,从而提升土木工程结构设计方案质量,保障工程项目质量。
1土木工程结构设计要点控制
土木工程结构设计需要遵循一定的设计要点,这是确保设计方案合理性的前提。完整性、安全性和经济性是重要的设计原则,这些设计原则直接或间接影响着土木工程结构的安全和质量,如果在设计过程中忽视其中一个要点,可能对整个设计方案的效果产生影响,并带来不可预估的后果。本章主要结合这几个设计要点进行了分析和研究[2]。
1.1完整性
完整性设计要点侧重于建筑整体结构控制,一是确保建筑整体外观具有一定的紧密性和层次性,建筑的结构能够通过稳定的连接方式形成牢固的整体,如果达不到完整性设计要点的基本要求,建筑的功能和价值可能无法更好地发挥。例如,建筑结构设计时应考虑到建筑所处位置、建筑周边环境和建筑主要功能等对建筑结构的影响,在确定建筑整体结构前将这些因素可能带来的影响结果总结,设计过程中尽可能避开相关影响因素,最大限度保障建筑结构稳定性[3]。与此同时,完整性设计要点也要求设计人员能够从建筑整体功能入手对建筑结构布局进行优化和调整,尽可能通过简单的建筑布局实现复杂的建筑功能,这样不仅能够节省建筑空间,而且也能提供建筑空间的利用率。此外,完整性设计要点也提出利用自然空间结构优化建筑结构布局,从而实现节能降耗。建筑整体性设计要点实际上对建筑结构的主要结构进行了规范,为建筑详细功能设计打下了基础。
1.2安全性
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[4]。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。
1.3经济性
经济性设计要点关系到业主方和施工方的经济效果,如果设计过程中对成本投入控制不到位,可能影响到建筑的经济效益。在土木结构设计时,应充分考虑到应用不同技术需要投入的成本,例如施工周期长短、施工材料投入、施工人员成本等对经济效益的影响[5]。影响土木工程建筑经济效益的因素众多,如果在设计阶段缺乏综合思考,可能导致建筑施工成本增加,从而影响建筑的经济效益。经济性设计要点也要求设计人员能够思考使用相关施工技术过程中可能出现的技术性问题,这些问题可能对施工进度和质量产生影响,从而影响企业的经济效益。如果企业在土木工程施工中获得的经济效益不够理想,必然对企业的发展造成影响,而且施工单位可能因为成本投入过大出现违约的情况。此外,还需要考虑到工程项目后期维护成本投入问题,如果维护成本较高,也会对运营企业的经济效益产生影响,进而影响土木工程质量。
2土木工程结构设计中存在的问题
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。
2.1土木结构缺乏完整性
土木结构完整性是反映建筑安全性的重要指标,如果土木结构完整性不足,可能对建筑安全性带来影响[6]。部分设计单位在设计土木结构时忽视了细微部分设计方案优化的重要性,从而导致土木结构完整性受到影响。例如,设计桩基结构时,忽视了桩基结构抗腐蚀性的重要性,未结合当地水温条件特点设计桩基结构,因此桩基在使用过程中受到腐蚀,从而增加了安全风险。控制土木结构完整性的前提条件是确保相关结构能够在特定的环境下保持足够的稳定性,如果其稳定性达不到基本安全等级要求,必然对整个项目的质量造成影响。还有一些设计单位在设计时未能考虑相关结构功能特点,忽视了次要功能。例如,挡土墙设计时,如果未设置排水孔或排水孔设置不当,不能有效滤除土中的水分,就会增加挡土墙的水平推力,对挡土墙的稳定性造成不利的影响。由此可见,完整性是土木结构设计的关键要素,如果完整性得不到满足,土木结构设计的效果将会受到影响,其对于土木工程行业的发展将会产生不利影响,同时可能影响建筑质量。
2.2土木结构缺乏安全性
安全性问题一直都是影响土木行业发展的关键因素,目前很多设计方案都存在着安全风险。例如,设计房屋建筑结构时,对工程中结构极限能力的控制效果不够理想,未留出足够的拓展空间,导致房屋建筑的安全等级降低。安全性是土木建筑得以稳定运行的关键,如果相关结构的安全性得不到有效保障,建筑在投入使用后安全风险可能持续增大,严重时带来不良的社会影响。再如,一些设计人员在设计轻钢雨篷构件时对其受力特点的分析不够全面,未与主体结构可靠拉结,在长期的过载压力作用下轻钢雨篷等钢构件出现故障,起不到遮风挡雨的效果,带来了一定的安全风险。从既往的安全事故案例成因分析可以看出,很多安全事故都是由于设计阶段对于相关结构的安全性考虑不够到位,在土木建筑投入使用后,一些潜在的安全隐患不断升级,并演化为严重的安全事故。想要保障土木建筑结构安全性,必须在设计阶段全面考虑各种影响安全的因素,并不断优化设计方案,提升土木结构稳定性,并按规范要求进行检修维护,确保其能够安全稳定运行,使其更好地发挥自身作用。
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
土木工程行业的发展对于整个社会发展有着重要意义,为了进一步地推动土木工程行业发展,必须对土木结构设计中存在的不足进行优化和改善,从而进一步地保障设计施工作业的质量。设计单位应该结合常见的设计问题进行综合思考,了解和掌握土木结构设计问题形成的主要原因,通过多种针对性的解决措施解决相关问题,从而更好地确保设计方案的科学性。本章主要研究了土木工程结构设计方案优化的措施。
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土木工程性。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强化设计人员管理优化工作
管理工作也是影响土木结构设计质量的重要因素,针对目前设计人员技术性失误问题,必须通过管理工作进行控制。在管理方法优化方面,应该明确各项设计技术应用准则,并详细地记录各个设计过程,有效地保障设计工作的有效性。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[7]。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
总而言之,土木结构设计方法是影响设计效果的关键因素,针对土木结构设计中广泛存在的问题,设计单位应制定更多控制措施,通过这些措施使常见的设计问题得到有效地解决,从而推动土木设计行业的发展。对土木结构设计工作进行优化和完整可以进一步提升土木结构的安全性和质量,其对于我国土木行业的发展发挥着关键作用,作为土木设计行业中的一员,设计单位应该立足于土木行业整体稳定发展的角度思考这一问题,结合设计过程中常见的设计问题进行分析和研究,制定更多优化和调整的措施,从而实现预期的发展目标。
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作者:张峰 单位:太原市建筑设计研究院