論如何提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性

李明

【摘 要】建筑行業(yè)的施工質(zhì)量關(guān)系著人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說，其安全性相當(dāng)是前提條件。筆者通過對(duì)影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的因素進(jìn)行分析，并對(duì)如何提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性作若干闡述。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；安全性；措施

建筑安全關(guān)乎民計(jì)民生，而建筑結(jié)構(gòu)直接影響著建筑物的安全性。從設(shè)計(jì)與施工角度來說，建筑物的安全直接受到工程設(shè)計(jì)的影響。而在我國(guó)工程設(shè)計(jì)質(zhì)量是終身責(zé)任制，一般來說，要想提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全，可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)斷面放大，提高鋼筋數(shù)量等方法進(jìn)行，但考慮到工程性價(jià)比，材料浪費(fèi)的同時(shí)也會(huì)影響到工程的經(jīng)濟(jì)效益。從這一點(diǎn)來說，建筑施工設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首要考慮的是其安全性，其次還要考慮在安全范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性，這也就要求設(shè)計(jì)人員能夠因地制宜，在保障工程質(zhì)量的同時(shí)，通過有效的設(shè)計(jì)優(yōu)化來達(dá)到最大的安全性。

1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度的確定

安全度，這一概念的提出，是在統(tǒng)計(jì)學(xué)與概率論的基礎(chǔ)上，通過對(duì)建筑安全成功的案例進(jìn)行分析與匯總，再結(jié)合當(dāng)時(shí)施工設(shè)計(jì)的水平與當(dāng)?shù)氐馁Y源經(jīng)濟(jì)水平，并對(duì)該建筑物所用建筑材料質(zhì)量進(jìn)行量化分析的基礎(chǔ)上，綜合歸納得出的數(shù)據(jù)。一般來說，由于實(shí)踐與理論的差異，在對(duì)安全度的考慮上，實(shí)際施工中更多的是以結(jié)構(gòu)工程師自身的施工經(jīng)驗(yàn)與設(shè)計(jì)方案，結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖┕ぜ夹g(shù)水平與建筑材料質(zhì)量水平綜合決定。所以這也就造成，很多建筑物在設(shè)計(jì)施工時(shí)，由于考慮不足，造成了安全系數(shù)偏高，整體造價(jià)過高，影響了工程的施工進(jìn)度與整體經(jīng)濟(jì)效益的現(xiàn)象。

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)來說，其安全性設(shè)計(jì)主要在于建筑人員為了提高整個(gè)建筑安全性而做的專門性措施。通過這些措施來保障建筑施工階段與完工后人民的生命財(cái)產(chǎn)安全問題。所以建筑結(jié)構(gòu)的安全性設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性工作，體現(xiàn)在建筑施工中的各方面，并且在進(jìn)行工程造價(jià)時(shí)，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)安全措施方面的合理性與可行性也要進(jìn)行全面的論證。

2.影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

第一，所有的建筑工程都會(huì)受到施工環(huán)境與當(dāng)?shù)氐乩項(xiàng)l件的制約，從這一點(diǎn)來說，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在設(shè)計(jì)前收集好當(dāng)?shù)氐牡乩碣Y料與施工區(qū)域內(nèi)地面與地下的地質(zhì)資料，通過研讀這些資料，再來確定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全措施。如在斷層帶施工與在平原施工，其安全措施就會(huì)存在很大的差異。深入進(jìn)行地質(zhì)資料的研究其目的就在于提高工程設(shè)計(jì)的合理性，根據(jù)不同的地域條件來進(jìn)行科學(xué)的參數(shù)設(shè)置。

第二，任何建筑的施工都離不開人，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員的方案設(shè)計(jì)水平，現(xiàn)場(chǎng)施工人員的施工水平，安全措施落實(shí)的水平，都會(huì)影響到最終的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性。而在這其中起到關(guān)鍵作用的，還在于建筑設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)與水平。另外，施工單位的資質(zhì)與經(jīng)營(yíng)管理方針，對(duì)于建筑安全性的影響也不容忽視。如果施工過程中，片面追求經(jīng)濟(jì)效益，鋼材用量過少，混凝土等級(jí)過低，如用冷軋變形鋼筋代替熱軋帶肋鋼筋等，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中偷工減料，這些行為都會(huì)直接造成建筑物質(zhì)量的下降與安全度的降低。

第三，建筑施工中重理論，輕實(shí)際也會(huì)造成建筑物的安全性降低。由于電腦設(shè)計(jì)軟件的普及與應(yīng)用，由于設(shè)計(jì)中過于生硬地套用公式，過于強(qiáng)調(diào)軟件的理論模型計(jì)算結(jié)果，沒有考慮到結(jié)構(gòu)概念等實(shí)際情況，造成的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤與事故屢見不鮮。出現(xiàn)這種情況主要是在于，由于軟件設(shè)計(jì)等建筑物計(jì)算分析，是基于靜力荷載條件下的計(jì)算，對(duì)于自然災(zāi)害等動(dòng)力荷載估計(jì)度不足。需要在設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)師以實(shí)際情況來進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)整與計(jì)算。如果設(shè)計(jì)師沒有考慮到這一方面，只以電腦計(jì)算結(jié)果為設(shè)計(jì)參考，就很容易造成建筑物在實(shí)際荷載下造成的局部開裂、局部破壞等情況的發(fā)生。所以，為了提高建筑設(shè)計(jì)的安全性，設(shè)計(jì)師要以施工地區(qū)自然災(zāi)害的不同評(píng)級(jí)進(jìn)行側(cè)重化安全性措施設(shè)計(jì)，以保證建筑物自然條件下所受荷載因素與設(shè)計(jì)時(shí)考慮到的荷載因素一致。

3.提高建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的措施

第一，對(duì)于建筑工程設(shè)計(jì)而言，安全性的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)全面細(xì)致的工作。設(shè)計(jì)人員的自身業(yè)務(wù)能力與素質(zhì)水平應(yīng)達(dá)到一定水準(zhǔn)，不僅要具備專業(yè)的理論知識(shí)與施工經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)還應(yīng)具有因地制宜的變通能力，能根據(jù)不同的建筑設(shè)計(jì)要求，根據(jù)施工中出現(xiàn)的不同質(zhì)量問題都進(jìn)行及時(shí)的處理，以達(dá)到全面保障建筑物安全性的目標(biāo)。從這一點(diǎn)來說，資深的工程設(shè)計(jì)單位對(duì)于建筑工程的安全性設(shè)計(jì)更有把握，要想提高建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性，首先就要有高素質(zhì)的設(shè)計(jì)人才。

第二，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性，還需要建筑設(shè)計(jì)施工單位有著強(qiáng)大的施工管理實(shí)力，能進(jìn)行有效的動(dòng)態(tài)管理，對(duì)于施工中出現(xiàn)的問題能進(jìn)行及時(shí)而妥善的處理，并能把設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行一一落實(shí)，保證施工過程中的質(zhì)量控制，把建筑工程結(jié)構(gòu)安全性目標(biāo)不打折扣地完成。這也就要求設(shè)計(jì)與施工能達(dá)到有效的統(tǒng)籌，以保證建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性目標(biāo)的達(dá)成。

第三，設(shè)計(jì)單位作為影響著建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要因素，其自身的學(xué)習(xí)能力也相當(dāng)重要。不僅要對(duì)工程設(shè)計(jì)理論與方法有著透徹的理解與掌握，同時(shí)還要能結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行有效的應(yīng)用。另一方面，設(shè)計(jì)人員還要實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)最新的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，通過培訓(xùn)與學(xué)習(xí)，不斷充實(shí)與提高自身的設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)體系水平，在設(shè)計(jì)工作中以理論為基礎(chǔ)，善于進(jìn)行不同結(jié)構(gòu)形式上的合理更新與優(yōu)化，并通過實(shí)踐中的反饋與經(jīng)驗(yàn)，來提高自身的業(yè)務(wù)水平。對(duì)于所有的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師來說，細(xì)心是必不可少的，目前發(fā)生的眾多建筑工程事故，都是由于設(shè)計(jì)者在進(jìn)行工程項(xiàng)目模擬計(jì)算與測(cè)試時(shí)，對(duì)于一些不起眼的小項(xiàng)目疏于計(jì)算與測(cè)試，最終釀成苦果。

4.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例

4.1墻體開裂案例

如圖1所示，某中學(xué)體操房，單層磚混排架結(jié)構(gòu)，屋面板為預(yù)制鋼筋混凝土，層高6m。

問題：投入使用后半年，兩縱向外墻多處發(fā)生垂直裂縫，地面變形。

分析：工程位處老河道，地質(zhì)條件存在輕微液化，土質(zhì)軟弱。施工時(shí)未進(jìn)行打樁，加上建筑上部結(jié)構(gòu)剛度較小，投入使用后沉降不均勻造成墻體拉裂。

建議：拆除重建，采用碎石樁復(fù)合地基，重點(diǎn)進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)剛度提升。

4.2構(gòu)件破壞案例

4.3建筑物傾斜

如圖2.某住宅樓，五層磚混底層局部框架結(jié)構(gòu)。

問題：進(jìn)入第二層施工后，樓身有東南向傾斜趨勢(shì)，直到完工時(shí)傾斜已超安全標(biāo)準(zhǔn)。

分析：工程位置地質(zhì)軟弱，鄰近河道。建筑長(zhǎng)度較長(zhǎng)，無沉降縫。梁式筏板結(jié)構(gòu)，東西縱向?yàn)榈鼗髁?，?lián)系梁為橫向，此設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上抗沉降能力差。

建議：設(shè)計(jì)方案優(yōu)化，應(yīng)對(duì)沉降作合理估計(jì)與安全措施預(yù)留，并對(duì)地基進(jìn)行強(qiáng)化。

5.結(jié)語

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，安全性的重要性關(guān)乎整個(gè)建筑項(xiàng)目的成敗。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)全面立足于現(xiàn)實(shí)情況，以自身的理論知識(shí)與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行全面的安全性設(shè)計(jì)考慮。把國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)要求進(jìn)行全面的貫徹與落實(shí)，并在施工中把建筑結(jié)構(gòu)的耐久與承載力作為第一考慮要素，嚴(yán)格要求自身，以結(jié)構(gòu)優(yōu)化來提高項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，而不是以偷工減料的行為來提高經(jīng)濟(jì)效益。把建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工做到位，以滿足業(yè)主的需要，同時(shí)提高自身的設(shè)計(jì)水平，進(jìn)而達(dá)到我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全面提升。 [科]

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