如何在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高建筑的安全性

梁超

摘要：當(dāng)前，建筑企業(yè)最關(guān)注的問(wèn)題就是如何提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑的安全性。為此，從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的科學(xué)內(nèi)涵出發(fā)，就建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的安全隱患以及加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的具體措施進(jìn)行了全面的探究，希望對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升有所幫助。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；安全性；解決措施

引言

改革開(kāi)放40周年，中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，建筑行業(yè)的發(fā)展對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)功不可沒(méi)。目前，建筑行業(yè)依然是我國(guó)當(dāng)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主題，建筑規(guī)模越來(lái)越大，建筑形式千變?nèi)f化，綠色可持續(xù)發(fā)展要求越來(lái)越高，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的安全性提出了更高的要求。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑水平和施工質(zhì)量的直接保證，一棟建筑物的意外死亡起源于骨架，亦即結(jié)構(gòu)的破壞，在我國(guó)，建筑因結(jié)構(gòu)破壞而意外倒塌的案例從未間斷過(guò)，不僅浪費(fèi)了國(guó)家大量的人力、物力和財(cái)力，更給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅。

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性主要是為了提高建筑的抵抗能力，確保在外力作用下仍能保證建筑的穩(wěn)固性。而要想提高建筑結(jié)構(gòu)安全性，首要工作就是保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、可行性，嚴(yán)格按照國(guó)家制定的一系列法律條文和規(guī)范制度進(jìn)行操作，減少問(wèn)題的產(chǎn)生；另外，還要加大對(duì)設(shè)計(jì)人員的監(jiān)管力度，優(yōu)化設(shè)計(jì)人員的專(zhuān)業(yè)技能水平，以減少結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中誤差的發(fā)生。

2建筑結(jié)構(gòu)安全隱患

2.1建筑結(jié)構(gòu)布置不合理

隨著城市建設(shè)用地日趨緊張，尤其是城市中心地帶，寸土寸金，使得每一棟建筑物的用地面積都很小，建筑創(chuàng)新在所難免，許多大型、復(fù)雜、超高建筑綜合體不斷出現(xiàn)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，既要滿(mǎn)足建筑功能需求，又要在經(jīng)濟(jì)條件下保障建筑的安全，建筑結(jié)構(gòu)布置是關(guān)鍵。結(jié)構(gòu)體系的選擇、結(jié)構(gòu)平面布置和豎向布置，確定建筑物具有良好的造型和合理的傳力路線(xiàn)，在結(jié)構(gòu)上滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求。在建筑結(jié)構(gòu)布置中，概念設(shè)計(jì)非常重要，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要達(dá)到先進(jìn)合理，首先取決于清晰合理的概念，而不是僅依靠力學(xué)分析來(lái)解決。確定結(jié)構(gòu)布置方案的過(guò)程就是一個(gè)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的過(guò)程。

2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全儲(chǔ)備不足

2.2.1荷載分項(xiàng)系數(shù)偏小

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以概率理論為基礎(chǔ)、以分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。任何一個(gè)結(jié)構(gòu)的可靠與否都是一個(gè)概率事件，可靠度越高，投資的經(jīng)濟(jì)代價(jià)也越高，相應(yīng)的是建筑結(jié)構(gòu)的安全性越高。由于受經(jīng)濟(jì)水平的制約，目前我國(guó)荷載分項(xiàng)系數(shù)比之國(guó)外來(lái)說(shuō)偏小，建筑結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備也是最低的，在保證“基本安全”的前提下，人們不得不承受較高的風(fēng)險(xiǎn)。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，我們有需要，也有能力提高結(jié)構(gòu)荷載分項(xiàng)系數(shù)來(lái)增強(qiáng)建筑的可靠性，從而提高建筑結(jié)構(gòu)的安全度，這是符合人們對(duì)于美好生活的向往的。

2.2.2結(jié)構(gòu)計(jì)算抗震烈度不夠

地震災(zāi)害具有突發(fā)性和不可預(yù)測(cè)性，一旦發(fā)生將給社會(huì)造成很大的生命安全和經(jīng)濟(jì)損失，一棟建筑的地震作用抵抗度決定了其本身的安全性。我國(guó)的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是“小震不壞、中震可修、大震不倒”，大部分建筑的結(jié)構(gòu)計(jì)算都是考慮多遇地震作用下彈性，通過(guò)抗震構(gòu)造措施予以加強(qiáng)，不能保證建筑安全性，如果地震災(zāi)害超過(guò)了建筑的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，給社會(huì)帶來(lái)的災(zāi)害將是毀滅性的，我國(guó)的唐山大地震和汶川大地震引發(fā)的地震災(zāi)害，值得我們反思。

2.3建筑施工企業(yè)因素

面對(duì)建筑行業(yè)的快速發(fā)展，施工企業(yè)技術(shù)管理水平在建筑施工中的作用越來(lái)越大，對(duì)建筑工程質(zhì)量起到了關(guān)鍵作用。材料質(zhì)量問(wèn)題在建筑施工中廣泛存在，部分施工企業(yè)過(guò)于注重工程建設(shè)施工效益，在施工的過(guò)程中，采取偷工減料、以次充好等手段，縮減施工材料費(fèi)用以實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化，使得建筑存在一定的安全隱患。

2.4設(shè)計(jì)人員因素

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)安全性會(huì)產(chǎn)生較大的影響，在對(duì)建筑物的安全性進(jìn)行分析時(shí)，需要對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性全面把控，這就要求設(shè)計(jì)人員的技術(shù)水平達(dá)到一定的高度。由于受建筑市場(chǎng)的影響，建筑設(shè)計(jì)單位在項(xiàng)目設(shè)計(jì)的過(guò)程中，時(shí)間緊、任務(wù)重，項(xiàng)目管理人員沒(méi)有對(duì)項(xiàng)目情況進(jìn)行全面了解就開(kāi)始組織設(shè)計(jì)，部分設(shè)計(jì)人員的工作經(jīng)驗(yàn)不足，在遇到一些特殊情況時(shí)，設(shè)計(jì)人員沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行具體分析，容易產(chǎn)生遺漏和錯(cuò)誤；設(shè)計(jì)單位對(duì)圖紙質(zhì)量把控不嚴(yán)，校審人員沒(méi)有盡職盡責(zé)，無(wú)法發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙的質(zhì)量缺陷等，難以保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性，嚴(yán)重時(shí)還可能會(huì)產(chǎn)生人員傷亡。

3加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的具體措施

3.1結(jié)合抗震要求提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性

目前大多數(shù)建筑均是以橫墻和縱墻相結(jié)合的承重體系設(shè)置來(lái)確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的。因此在布置過(guò)程中，一定要確保受力的均勻性，做到水平方向上的對(duì)齊，豎直方向上的有效銜接，有效避免縫隙、錯(cuò)位等問(wèn)題的發(fā)生，保證結(jié)構(gòu)整體安全性。再者，樓梯間的設(shè)置要盡可能的避開(kāi)盡頭和轉(zhuǎn)角的地方。對(duì)于特殊的建筑，最好使用雙向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)布置來(lái)提升其穩(wěn)固性和安全性。

3.2優(yōu)化構(gòu)造，保證結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性

不同建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型所使用的構(gòu)造方法也不盡相同，如剛度均勻的多層建筑，通常會(huì)使用底部剪力法；底層框架結(jié)構(gòu)建筑，因其厚度較薄，在設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮變形現(xiàn)象，所以一般會(huì)采用雙保險(xiǎn)的計(jì)算方式，而不會(huì)利用框架抗震墻進(jìn)行計(jì)算。這主要是因?yàn)?，框架剛度是不?huì)存在折減情況的，但是抗震墻會(huì)存在折減問(wèn)題，考慮到由于地震作用而形成的傾覆力矩會(huì)造成底層框架中的附加軸力，故而不能用簡(jiǎn)單的單向板的計(jì)算方法來(lái)代替連續(xù)板的計(jì)算方法。雙向板查表計(jì)算時(shí)，不能忽略材料泊松比的影響，否則，由于跨中彎矩未進(jìn)行調(diào)整，將使計(jì)算值偏小。

3.3按照國(guó)家具體的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)

改革開(kāi)放以后，我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到了快速發(fā)展，這也為建筑行業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。隨著建筑人員意識(shí)水平的提高，人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的重視度有所增大，為了保證人們的生活質(zhì)量以及居住安全，國(guó)家針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)中存在的問(wèn)題制定了一系列完善的法律法規(guī)和政策規(guī)范。為此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，工作人員需要嚴(yán)格按照相關(guān)法律條文內(nèi)容進(jìn)行操作，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性、合理性與可行性，減少后期施工中質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)，同時(shí)還需針對(duì)可能存在的問(wèn)題制定合理的預(yù)防措施，進(jìn)而減少安全事故的發(fā)生，保證人們的自身安全。

3.4創(chuàng)新建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式

為了維護(hù)建筑結(jié)構(gòu)的安全性，需要加大對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究力度，改變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的弊端，并提升軟件開(kāi)發(fā)效率，以此來(lái)加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。同時(shí)還要不斷提高設(shè)計(jì)人員自身的能力，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全面性、完善性，減少質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生。

3.5保證建筑基礎(chǔ)選型的合理性

在建筑基礎(chǔ)選型的過(guò)程中，需要對(duì)建筑所在區(qū)域的地形以及建筑外形設(shè)計(jì)等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行明確的了解和掌握，并通過(guò)與圖紙內(nèi)容的對(duì)比分析，準(zhǔn)確掌握建筑結(jié)構(gòu)的具體情況，并利用合理的計(jì)算方式實(shí)現(xiàn)建筑模型的構(gòu)建，為設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展提供幫助。

3.6建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范化

一方面針對(duì)目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，國(guó)家政府應(yīng)不斷完善相關(guān)的政策法規(guī)，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效開(kāi)展提供法律支持；另一方面，設(shè)計(jì)人員也要不斷提高自身的專(zhuān)業(yè)能力和綜合素質(zhì)水平，明確自身工作的重要性，以提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，減少后續(xù)問(wèn)題的產(chǎn)生。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上全文的分析與論述我們可以獲知，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜合水平對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量的影響是巨大的，所以一定要完善建筑設(shè)計(jì)人員的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，提高團(tuán)隊(duì)的工作能力，并保證各項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容與國(guó)家規(guī)定的要求相符合。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：南京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司）