如何在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中提高建筑的安全性

宋吉林

大連市建筑科學(xué)研究設(shè)計院股份有限公司 遼寧大連 116021

我國自從改革開放以來，人們的生活水平不斷地在提高著，其中對于房屋的具體功能及質(zhì)量有了全新的要求，面對土地面積的價格和相關(guān)的建筑材料價格不斷地上漲，發(fā)展建筑成本隨著增高，令房屋開發(fā)單位面臨著建設(shè)成本的巨大壓力。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中提高建筑的安全性的原則

一是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計必須要根據(jù)工程地設(shè)計與價值考慮，要盡可能地合理利用建筑材料地性能，要加強協(xié)調(diào)建筑構(gòu)件與部分地設(shè)計。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計不僅符合傳統(tǒng)設(shè)計方案地規(guī)范和安全準(zhǔn)則，還具備著一定的價值和審美性，進一步的加強建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量，可以更有效的協(xié)調(diào)建筑功能，將工程的造價降到最低。二是必須要以工程實際情況為依據(jù)。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計主要內(nèi)容是建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、屋蓋結(jié)構(gòu)和維護結(jié)構(gòu)等方面，在這些結(jié)構(gòu)的設(shè)計中必須要以工程的實際情況來進行施工，要加強關(guān)注工程進度與發(fā)展，要適當(dāng)?shù)目刂乒こ痰脑靸r，才可以使結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化符合設(shè)計理念，設(shè)計出滿足人們需要的設(shè)計方案，協(xié)調(diào)建筑美觀與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，才可以讓建筑美觀且經(jīng)濟實用，同時還可以對人們居住的環(huán)境有所改善[1]。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

2.1 高度超出限值

我國現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中，對高層建筑進行了明確定義，即層數(shù)≥10，高度＞27m的建筑為高層建筑。而當(dāng)建筑的高度超過100m時，則為超高層建筑。在此需要指出的一點是，高層建筑與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計方面存在一定的差別，所以當(dāng)高層建筑的高度超出限值時，必須按照超高層建筑的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，對結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。但是，一些超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計卻按照高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范進行設(shè)計，以達到降低建筑工程成本的目的，獲取更多的經(jīng)濟利益。在這種情況下，降低了建筑物的抗震能力和穩(wěn)定性，尤其在遇到地震等自然災(zāi)害時，易出現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)破壞，危及建筑安全。

2.2 住宅建筑設(shè)計不合理

（1）住宅建筑設(shè)計人員自身的素養(yǎng)有待提升，在進行住宅建筑設(shè)計的時候，設(shè)計師的設(shè)計狀況與實際的情況不相符，使住宅建筑的安全性得不到保障，給居民帶來很大的安全隱患；（2）住宅建筑設(shè)計人員在對建筑安全性設(shè)計的時候，由于對建筑安全相關(guān)知識缺乏一定的了解，并且只考慮到住宅建筑的經(jīng)濟性與實用性，沒有對住宅建筑的安全情況進行詳細(xì)了解，從而造成住宅建筑的質(zhì)量不達標(biāo)；（3）住宅建筑設(shè)計人員在對建筑安全進行設(shè)計過程中，只對某一環(huán)節(jié)的安全進行考慮設(shè)計，而忽視了住宅建筑的整體安全情況，從而導(dǎo)致住宅建筑的局部安全和整體安全分離，使得住宅建筑整體安全情況達不到標(biāo)準(zhǔn)。

3 完善建筑安全性的建議

3.1 優(yōu)化結(jié)構(gòu)模型

在所有的建筑項目中，建筑的基本特性分別具有層次性和復(fù)雜性這兩個部分的特征。層次性具體表現(xiàn)在：建筑的所有相關(guān)的設(shè)計體系、結(jié)構(gòu)體系和安裝體系，在這種連貫性的體系之下會包含每一個小類的附加體系，在開展房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作中，專業(yè)的設(shè)計人員要開展相關(guān)的優(yōu)化方案，也就是對自己的附加下屬體現(xiàn)進行探究，以打破多個布局之間的關(guān)聯(lián)作用，實現(xiàn)工程在施工過程中的疊加。這種布局具有一定的復(fù)雜性，主要在于結(jié)構(gòu)類型的選取、零部件的選取以及建筑材料的選取等多方面。綜合這幾個部分的具體特征，在開展設(shè)計的工作過程中，應(yīng)當(dāng)將整體結(jié)構(gòu)放在第一位，而不是將局部整體的結(jié)構(gòu)放在設(shè)計的核心位置，唯有這樣，才可以實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計的基本要求。

3.2 要重視概念設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的分析

分析方法的多樣性，可以確定結(jié)構(gòu)的布局。因為建筑結(jié)構(gòu)布局的多樣性，相對的施工方案則可以選擇不同的結(jié)構(gòu)布局。考慮相同的荷載條件再選擇不同的分析辦法，其他建筑的設(shè)計參數(shù)與建筑材料，方法多種多樣，這些都不能直接依靠軟件給答案，是需要設(shè)計者來決定的。

3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計要符合國家規(guī)定

在住宅建筑結(jié)構(gòu)安全設(shè)計過程當(dāng)中，設(shè)計單位和設(shè)計人員應(yīng)考慮到建筑的系統(tǒng)性和綜合性，并結(jié)合不同的地理條件考慮住宅建筑的抗震性能，以保證各部分的抗震等級能滿足國家的要求與規(guī)章制度。在住宅建筑設(shè)計過程中，必須按照國家標(biāo)準(zhǔn)，特別是設(shè)計人員的標(biāo)準(zhǔn)進行，以保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量；充分考慮對住宅建筑的抗震性能，深入了解國家在這方面的規(guī)定，并根據(jù)結(jié)構(gòu)工程的特點進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全要求，住宅建筑的安全設(shè)計應(yīng)符合國家提出的安全規(guī)程，以有效地提高住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性。

3.4 短肢剪力墻的設(shè)計

與普通剪力墻結(jié)構(gòu)相比，短肢剪力墻抗側(cè)剛度較小，為彌補這一不足，可在短肢剪力墻設(shè)計時采取以下措施：設(shè)計人員可在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中設(shè)計適當(dāng)數(shù)量的長墻，或利用樓梯、電梯設(shè)計增強建筑內(nèi)筒的剛度，減少短肢剪力墻發(fā)生變形的可能性；在短肢剪力墻設(shè)計時增加抗震構(gòu)造設(shè)計，通過提高配筋率、減少軸壓比等方法避免短肢剪力墻受外力作用出現(xiàn)墻肢開裂問題；在短肢剪力墻設(shè)計時要避免出現(xiàn)“一”字形墻肢，合理增加外周邊墻肢的厚度，提高其延性抗震性能，使短肢剪力墻在水平方向和豎向方面都有連接，增強短肢剪力墻的抗彎曲變形能力；短肢剪力墻設(shè)計要保證墻肢分布均勻，確保短肢剪力墻的剛度中心接近于建筑物的形心，若短肢剪力墻設(shè)計難以達到這一要求，則可采用長肢剪力墻設(shè)計調(diào)整其剛度中心位置。

4 結(jié)語

安全問題是住宅建筑行業(yè)中致命的一個問題，如果住宅建筑的安全不能得到提高，一直存在安全隱患，那么這個隱患早晚會暴漏出來，并造成不可挽回的后果。加強建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對安全的重視程度，對施工時用的材料也要進行檢查，確保材料的合格。長此以往，相信住宅建筑行業(yè)的安全性會不斷得到提高的。