關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中提高建筑安全性的幾點思考

王鳳東

名嘉久赫設(shè)計有限公司 河北 石家莊 050000

在城市化發(fā)展過程中，逐漸增加了建筑數(shù)量和種類，因此增加了建筑設(shè)計工作的難度，設(shè)計人員需要利用科學(xué)的設(shè)計措施，保障建筑工程的安全性，在最大程度上滿足城市化發(fā)展需求。當(dāng)前在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中存在一些問題，需要結(jié)合建筑設(shè)計需求和規(guī)范，提高結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性，進一步提高整體建筑結(jié)構(gòu)的抗震性，設(shè)計人員需要綜合利用計算機輔助技術(shù)和專家決策系統(tǒng)等，創(chuàng)新整體設(shè)計工作，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的安全性能。

1 概述建筑結(jié)構(gòu)安全性

從統(tǒng)計學(xué)角度出發(fā)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作是根據(jù)統(tǒng)計學(xué)理念分析相關(guān)信息數(shù)據(jù)，并且結(jié)合工程實際情況和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展情況以及選用的建筑材料等方面進行綜合分析。實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，需要加強分析建筑結(jié)構(gòu)的安全性。安全性指的是在外力作用下，建筑主體開裂和坍塌等問題的抵抗能力[1]。建筑結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計工作直接關(guān)系到建筑安全性，設(shè)計人員需要開展精準(zhǔn)計算，科學(xué)的設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，并且為根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)加固處理建筑結(jié)構(gòu)地基和承受梁等結(jié)構(gòu)?？傊诮ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要綜合考慮建筑結(jié)構(gòu)安全性和投資成本等方面因素，制定科學(xué)的施工方案，在最大程度上滿足建筑結(jié)構(gòu)安全要求。

2 建筑結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計原則

在現(xiàn)代建筑發(fā)展過程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作具有多樣化特征，再加上城市人文素質(zhì)不斷提高，逐漸改變了居民生活環(huán)境。設(shè)計人員需要根據(jù)城市規(guī)劃要求開展設(shè)計工作，注重協(xié)調(diào)于周圍的建筑群，提高整體城市外觀的美觀性和藝術(shù)性，此外還需要重視安全性設(shè)計工作。如果設(shè)計人員忽視了安全設(shè)計工作，將會威脅到城市居民的生命安全。

2.1 保證結(jié)構(gòu)的完整性和統(tǒng)一性

建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該具備完整性，設(shè)計人員需要在設(shè)計階段保證建筑主體結(jié)構(gòu)的完好性。尤其對地標(biāo)性建筑物進行設(shè)計的時候，設(shè)計人員不能一味考慮標(biāo)新立異，也要考慮建筑的整體性。同時需要考慮遭受重大打擊的時候，需要保證建筑主體結(jié)構(gòu)的完整性，保障建筑各構(gòu)件受力的科學(xué)性，通過科學(xué)設(shè)計，利用內(nèi)部傳遞和向外轉(zhuǎn)移等方式以及內(nèi)部抵消方式處理結(jié)構(gòu)之間的作用力[2]。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)彈性設(shè)計

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要合理選擇建筑材料，保證其具備彈性。如果發(fā)生地震災(zāi)害，可以利用建筑彈性抵消地震作用力，使建筑抗震能力因此提高，此外需要合理選擇建筑結(jié)構(gòu)。針對非公共性建筑物，設(shè)計人員需要包含建筑的實用性和安全性，保證設(shè)計的建筑形式具備較大的結(jié)構(gòu)彈性，還要注重融合建筑整體風(fēng)格和城市規(guī)劃內(nèi)容。

2.3 注重建筑設(shè)計的多重防護

在建筑設(shè)計階段，設(shè)計人員需要和多個部門展開合作。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中預(yù)留消防通道和逃生通道，并對建筑公共領(lǐng)域進行科學(xué)的劃分[3]。同時需要結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)和建筑功能，在保障建筑結(jié)構(gòu)安全性的同時可以發(fā)揮出建筑功能。此外在建筑設(shè)計過程中不僅需要提高建筑穩(wěn)定性，還要注重安全性的設(shè)計建筑外圍結(jié)構(gòu)，進一步提高整體建筑的安全系數(shù)。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

3.1 缺乏抗震能力

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要做好抗震設(shè)計工作，提高整體建筑物的防震能力。我國各地的建筑結(jié)構(gòu)形式具有較大的差異性，因此設(shè)計人員需要結(jié)合工程實際情況選擇建筑結(jié)構(gòu)的抗震強度，保障抗震設(shè)計的科學(xué)性，使其符合建筑行業(yè)的規(guī)范要求。但是一些建筑企業(yè)不夠重視抗震性設(shè)計工作，導(dǎo)致設(shè)計人員在設(shè)計過程中忽視了抗震性原則，因此增加了建筑結(jié)構(gòu)的安全隱患，如果在日后施工或者使用過程中發(fā)生地震災(zāi)害，建筑在頃刻間就會化為烏有。

3.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不科學(xué)

傳統(tǒng)的設(shè)計工作經(jīng)驗和知識體系會在一定程度上限制設(shè)計人員的思維，導(dǎo)致一些設(shè)計人員在實際工作中仍舊利用傳統(tǒng)的工作方法，從而產(chǎn)生了大量的安全隱患與不合理問題，也不利于建筑結(jié)構(gòu)向正向發(fā)展。部分設(shè)計人員在安全認(rèn)識方面有認(rèn)識上的不足，對建筑物的設(shè)計中的安全性問題往往只是注重表層，而忽略了內(nèi)部的安全性，導(dǎo)致了設(shè)計注重外觀而忽略了建筑本身的內(nèi)容與品質(zhì)，很可能會引發(fā)各種安全問題[4]。還有一些設(shè)計人員因為利益的影響，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不符合安全標(biāo)準(zhǔn)，最后成為一種建筑結(jié)構(gòu)的安全隱患。盡管建筑結(jié)構(gòu)的不科學(xué)問題并不多見，但它仍然值得建筑設(shè)計界給予足夠的關(guān)注。站在建筑設(shè)計產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度來看，對建筑結(jié)構(gòu)的整個設(shè)計過程進行科學(xué)而又全面的控制，防止在設(shè)計階段不斷積累安全問題。

3.3 存在偷工減料行為

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，一些建筑企業(yè)為了獲得更高的利益，過度節(jié)省鋼材等材料，因此影響到建筑工程的質(zhì)量和安全性，減弱了建筑性能。我國建筑行業(yè)明確規(guī)定了鋼筋配筋率，不同部位的配筋率也具有一定的差異性。設(shè)計人員需要重視建筑配筋率，并且要實時監(jiān)督施工過程。一些小的建筑企業(yè)為了縮減成本，選用低價的劣質(zhì)鋼筋，這類鋼筋雖然具有較高的強度，但是具有較大的脆性，同時韌性較差，不利于保障建筑抗震性。

3.4 材料管理不合理

為了保障建筑結(jié)構(gòu)的安全性，設(shè)計人員需要加強管理施工材料，因為材料質(zhì)量直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，直接影響到后期使用的安全性。但是在實際設(shè)計階段，一些設(shè)計單位為了節(jié)省成本，直接利用原來的設(shè)計方案，沒有根據(jù)具體建筑結(jié)構(gòu)調(diào)整施工材料的型號，導(dǎo)致設(shè)計方案不符合實際施工情況，增加了建筑結(jié)構(gòu)的安全問題[5]。還有一些設(shè)計單位忽視了材料質(zhì)量，沒有認(rèn)證的檢驗材料質(zhì)量，從而引發(fā)結(jié)構(gòu)設(shè)計問題。

3.5 缺乏安全監(jiān)管

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，沒有完善安全監(jiān)管制度，不利于發(fā)揮管理人員監(jiān)督管理的作用，影響到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性。因為沒有在設(shè)計階段貫徹執(zhí)行監(jiān)管工作，導(dǎo)致一些設(shè)計人員工作不嚴(yán)謹(jǐn)，校審把關(guān)不嚴(yán)，設(shè)計問題、隱患很多。

4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中提高建筑安全性的措施

4.1 嚴(yán)格遵守國家技術(shù)規(guī)范

在建筑行業(yè)發(fā)展過程中，國家相關(guān)部門更加重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，并且對建筑行業(yè)的發(fā)展形勢進行統(tǒng)一和協(xié)調(diào)，國家也不斷推出和完善相應(yīng)的規(guī)定，可以有效約束和規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。國家相關(guān)規(guī)定并不是一成不變的，需要結(jié)合社會發(fā)展不斷完善和創(chuàng)新，做到與時俱進。建立的新規(guī)范不僅要符合原來的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求，還需要不斷進行修改，因此設(shè)計人員需要深入分析國家相關(guān)條例，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)程，保證建筑設(shè)計工作符合國家相關(guān)規(guī)定，避免在日后施工和使用發(fā)生安全問題。

目前，國家已出臺相應(yīng)規(guī)范，以確保建筑物的安全。在進行設(shè)計時，一定要嚴(yán)格遵循有關(guān)規(guī)范，對房屋的材料進行選擇。按照有關(guān)規(guī)范對物料進行載荷和穩(wěn)定性試驗。在此基礎(chǔ)上，采取科學(xué)、合理的方法對建材的各項性能指標(biāo)進行了測試，保證建筑強度等級符合國家標(biāo)準(zhǔn)。通過對各部件所受載荷的分量進行分析，得出各部件在服役過程中所起的作用，以此來判斷各部件的服役安全。

4.2 落實概念準(zhǔn)備工作

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作之前需要開展概念準(zhǔn)備工作，設(shè)計人員需要結(jié)合自身工作經(jīng)驗分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中可能會產(chǎn)生的問題，提出針對性的解決措施，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作奠定好基礎(chǔ)。為了設(shè)計工作的科學(xué)性，設(shè)計人員需要分析整體結(jié)構(gòu)的力學(xué)特征，分析當(dāng)前設(shè)計過程中存在的不足之處，進而可以針對性的調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)。為了保障建筑后期使用的安全性，設(shè)計人員需要分析建筑穩(wěn)定性的影響因素，并且根據(jù)工程實際情況設(shè)計不同的方案，利用計算技術(shù)建立建筑模型，得以選擇最佳設(shè)計方案。

4.3 提高建筑構(gòu)件的承載力

開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，主要是為了保障建筑結(jié)構(gòu)的安全性和實用性，在規(guī)定服役年限內(nèi)發(fā)揮出各種預(yù)期功能，同時需要實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性。為了滿足上述目標(biāo)，設(shè)計人員一方面需要對建筑荷載進行研究，例如需要分析各構(gòu)件重量和風(fēng)壓、積雪壓的影響。另一方面需要分析構(gòu)件對各種荷載的抵抗能力，尤其需要加強分析外加變形和約束變形。在計算結(jié)構(gòu)受力性的過程中需要結(jié)合建筑構(gòu)件承載能力，保證建筑最大承載力可以應(yīng)對各種極限狀態(tài)，優(yōu)化建筑安全性能。

4.4 創(chuàng)新設(shè)計軟件

我國不斷提供建筑行業(yè)發(fā)展速度，也因此增加了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計難度，相關(guān)設(shè)計及內(nèi)容也越來越復(fù)雜，這對設(shè)計人員也提出了更高的要求，設(shè)計人員繼續(xù)利用現(xiàn)有設(shè)計程序，無法滿足當(dāng)代建筑設(shè)計要求，例如一些力學(xué)模型已經(jīng)無法滿足建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，不利于精準(zhǔn)性的計算建筑構(gòu)件承載力，影響到建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)的科學(xué)性，同時無法保證整體建筑的安全性。利用計算機程序可以提高整體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，因此設(shè)計人員積極利用各種新型建筑設(shè)計軟件，從而保障建筑設(shè)計的安全性。設(shè)計人員和計算機程序?qū)I(yè)人員可以共同開發(fā)設(shè)計軟件，并且要不斷提高開發(fā)創(chuàng)新力度，通過計算程序能力簡化計算過程，解決設(shè)計過程中的難題。

例如需要優(yōu)化設(shè)計模型：1.合理選取變量，設(shè)計人員需要分析建筑結(jié)構(gòu)的施工數(shù)據(jù)可靠性。并且結(jié)合實際施工情況準(zhǔn)備各項資源。2.確定函數(shù)：建立模型的過程中涉及計算過程，因此設(shè)計人員需要結(jié)合數(shù)據(jù)合理選擇函數(shù)，對不同建筑結(jié)構(gòu)的尺寸和配筋數(shù)量等進行計算，優(yōu)化控制整體施工成本。3.分析建筑施工中可能會發(fā)生的問題，保障整體施工的安全性，降低安全問題發(fā)生率。尤其需要加強分析建筑結(jié)構(gòu)受力性和穩(wěn)定性等。因此不同的建筑具有不同的使用年限，為了延長使用壽命，在設(shè)計階段需要優(yōu)化設(shè)計方案，對各個環(huán)節(jié)加以控制，并且結(jié)合實際情況針對性地調(diào)整設(shè)計方案。

4.5 做好抗震設(shè)計

抗震設(shè)計工作關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)的安全性，因此設(shè)計人員需要深入分析建筑抗震原理，并且要嚴(yán)格遵循設(shè)計原則。例如在選址階段，施工單位需要勘察所選場地的環(huán)境，掌握施工現(xiàn)場的水文地質(zhì)參數(shù)，避免在不安全的位置設(shè)計建筑。為了優(yōu)化整體建筑抗震設(shè)計效果，設(shè)計人員需要保障建筑布局的合理性，通過設(shè)計計算簡圖，將地震作用力傳遞路線表現(xiàn)出來因此確定抗震等級等，通常設(shè)計對稱性的建筑結(jié)構(gòu)，有利于提高整體抗震水平。

4.6 提高設(shè)計人員的安全意識

建筑物的設(shè)計是一個系統(tǒng)而又復(fù)雜的工程，這就要求設(shè)計人員要具有良好的設(shè)計能力和良好的創(chuàng)造性思想，這樣才能確保建筑結(jié)構(gòu)安全。在建筑施工中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個不可或缺的步驟，并且要使其設(shè)計的科學(xué)性和適切性得到保障，設(shè)計人員必須認(rèn)真地研究每一個設(shè)計步驟，對每一個步驟在執(zhí)行中存在的問題都要進行細(xì)致的剖析，這樣才能在設(shè)計的時候加以處理，為建筑工程施工的順利推進奠定基礎(chǔ)。此外在進行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，設(shè)計者要詳細(xì)的分析相關(guān)規(guī)章制度，在設(shè)計時要按照相關(guān)的規(guī)范來進行，以防止在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中產(chǎn)生一些不應(yīng)有的問題。與此同時，設(shè)計師在進行房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，要重視房屋的地震反應(yīng)，要按照科學(xué)的設(shè)計思想來做好房屋的抗震工作。建筑企業(yè)還應(yīng)當(dāng)強化設(shè)計者的安全意識，讓設(shè)計者在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時重視建筑安全性，以此來提高建筑的安全水平。

4.7 提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性

4.7.1 配筋設(shè)計

在工程施工中，對各種鋼材的用量較大，因此對鋼材的質(zhì)量要求也較高，以保證建筑物的總體穩(wěn)定。為了保證結(jié)構(gòu)設(shè)計合理和以后服役的安全，設(shè)計人員要合理布置橫向鋼筋縱向鋼筋。另外在房屋的承重結(jié)構(gòu)中，鋼筋結(jié)構(gòu)是最重要的一環(huán)，設(shè)計者在確定有足夠的韌性和強度級別的鋼筋后，才能確保房屋可以承受更多的荷載。另外，設(shè)計者應(yīng)持續(xù)地對墻體結(jié)構(gòu)的抗側(cè)壓力進行優(yōu)化，并根據(jù)使用原則，嚴(yán)格計算墻體抗側(cè)壓能力，確保各項參數(shù)符合設(shè)計規(guī)范。

4.7.2 基礎(chǔ)設(shè)計

在房屋的設(shè)計中，基礎(chǔ)是最重要的承載部位，它直接關(guān)系到房屋的穩(wěn)定。隨著建筑層數(shù)不斷增加，對建筑物的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)性能提出了更高的要求。所以在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)計者要把整個建筑物的自重都要考慮進去，并且需要全面分析地基結(jié)構(gòu)的地質(zhì)條件，還要考慮氣候、水文等因素，保障地基設(shè)計的合理性。

4.7.3 樓板設(shè)計

在建筑物的構(gòu)造中，樓板結(jié)構(gòu)的設(shè)計對建筑物的功能有很大的影響。為此設(shè)計人員應(yīng)該全面分析樓板受力情況，明確樓板受力的影響因素。為減輕樓板的重力，設(shè)計人員需要在滿足承載的前提下，合理減小板厚和鋼筋使用量，節(jié)省投資。

4.8 提高建筑結(jié)構(gòu)材料質(zhì)量

為了保障整體建筑結(jié)構(gòu)的安全性，設(shè)計人員需要合理挑選建筑材料，通過利用高質(zhì)量和高性能的施工材料，實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性的目標(biāo)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要嚴(yán)格把關(guān)材料質(zhì)量，避免在設(shè)計和施工中出現(xiàn)不合格的材料。通過嚴(yán)格把關(guān)建材選用，全面核實供應(yīng)商的資質(zhì)，注意和口碑較好的供應(yīng)商建立長期穩(wěn)定的合作關(guān)系。

4.9 嚴(yán)格執(zhí)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全監(jiān)管

保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全監(jiān)管方案的完善性，有利于提高整體設(shè)計水平，保障建筑工程的安全性。設(shè)計人員需要深入分析當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的安全問題，在設(shè)計過程中有意規(guī)避。針對實際施工過程中存在的安全問題制定針對性的安全監(jiān)管方案，在方案執(zhí)行階段，需要協(xié)調(diào)各主體工作，例如政府部門在執(zhí)行安全監(jiān)管職能的時候，各個監(jiān)管機構(gòu)需要不斷提高自身監(jiān)管力度，注重審核結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙，及時更正設(shè)計方案中存在的問題，降低施工過程監(jiān)管工作的難度。安全監(jiān)管人員發(fā)現(xiàn)圖紙問題之后，還要可靠性的指導(dǎo)設(shè)計人員，使其進一步優(yōu)化方案。如果需要對設(shè)計方案進行更改，設(shè)計人員需要詳細(xì)地記錄更改過程，提高后續(xù)工程監(jiān)管和審核的便利性。

5 結(jié)束語

在建筑安全管理過程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作發(fā)揮著重要的作用，因此需要做好建筑結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計工作，設(shè)計人員需要嚴(yán)格遵循建筑行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，積極利用信息技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計方法，及時消除建筑不安全因素，為建筑工程施工奠定安全基礎(chǔ)。