建筑工程安全設(shè)計(jì)研究

陳　贄　馮為民

摘要：概述了建筑安全與結(jié)構(gòu)安全的關(guān)系，論述了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度的相關(guān)知識(shí)，并從建筑設(shè)計(jì)必須與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相結(jié)合、合理確定設(shè)計(jì)安全度、進(jìn)行防火防爆設(shè)計(jì)、考慮建筑結(jié)構(gòu)的耐久性等方面提出了取保建筑安全的設(shè)計(jì)措施，最后提出了結(jié)論。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；安全設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU198

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672—3198(2009)11—0282—01

1建筑安全與結(jié)構(gòu)安全的關(guān)系

建筑結(jié)構(gòu)安全直接影響建筑物的安全，結(jié)構(gòu)不安全會(huì)導(dǎo)致墻體開裂、構(gòu)件破壞、建筑物傾斜等，嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生倒塌事故。如墨西哥城在1985年9月地震中，不少三角形建筑均遭到嚴(yán)重的破壞。從結(jié)構(gòu)角度而言，平面形狀是三角形的結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面較大，在水平風(fēng)力作用下，它受力的效果，即抗彎曲變形和抗側(cè)移的能力比圓形、橢圓形、正方形，正多邊形、十字形、工字形、口字形等平面形式的高層建筑要弱很多，而使得建筑物安全性較差。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度

2、1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度的概念

從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本目的是在一定的經(jīng)濟(jì)條件下，賦予結(jié)構(gòu)以適當(dāng)?shù)陌踩?，使結(jié)構(gòu)在預(yù)定的使用期限內(nèi)，能滿足所預(yù)期的各種功能要求，一般來(lái)說，建筑結(jié)構(gòu)必須滿足的功能要求是：能承受在正常施工和使用時(shí)可能出現(xiàn)的各種作用，且在偶發(fā)事件中，仍能保持必須的整體穩(wěn)定性，即建筑結(jié)構(gòu)需具有的安全性；在正常使用時(shí)具有良好的工作性能，即建筑結(jié)構(gòu)需具有的適用性；在正常維護(hù)下具有足夠的耐久性。因此可知安全性、適用性和耐久性是評(píng)價(jià)一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)可靠(或安全)與否的標(biāo)志，總稱為結(jié)構(gòu)的可靠性，對(duì)這些性能的度量，即結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率，稱為結(jié)構(gòu)的可靠度(或稱安全度)。

2、2安全度與工程事故

關(guān)于工程事故與設(shè)計(jì)安全度的關(guān)系，有人認(rèn)為國(guó)內(nèi)發(fā)生的工程事故與現(xiàn)行規(guī)范的安全度沒有關(guān)系，規(guī)范的安全度是夠的。資料顯示，上世紀(jì)50年代的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法與現(xiàn)在近似，當(dāng)時(shí)所用的混凝土強(qiáng)度很低，只有110#—140#，比現(xiàn)在的C15還低，其施工手段也很落后，混凝土用體積配合比，人工攪拌，沒有振搗器。而施工發(fā)生安全事故的卻很少，如北京飯店、王府井百貨大樓等一些建筑物，使用至今已逾45年，而且都經(jīng)過了唐山地震影響的考驗(yàn)，因此可以說，現(xiàn)在的安全事故與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度是沒有連帶關(guān)系的。不過也有專家指出，一些工程事故往往由多種因素綜合造成，施工質(zhì)量差、設(shè)計(jì)有毛病、結(jié)構(gòu)安全儲(chǔ)備又偏低，加在一起終于釀成大禍，這類情況不是由于野蠻施工和管理腐敗，較高的安全度總是與較低的失效概率相聯(lián)系，這是客觀規(guī)律。

3確保建筑安全的設(shè)計(jì)措施

3、1建筑設(shè)計(jì)必須與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相結(jié)合

建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑設(shè)計(jì)過程中的兩個(gè)最重要的環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)建筑物的外觀效果、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定方面起著至關(guān)重要的作用。但也有一種不好的傾向，少數(shù)建筑設(shè)計(jì)帥把結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擺在從屬地位，并要求結(jié)構(gòu)必須服從建筑，應(yīng)以建筑為主。許多建筑設(shè)計(jì)師強(qiáng)調(diào)創(chuàng)作的美觀、新穎、標(biāo)新立異，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)作的最大自由度，然而有些創(chuàng)新的建筑方案卻在結(jié)構(gòu)上很不合理甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)，這無(wú)疑給建筑結(jié)構(gòu)的安全帶來(lái)隱患。

3、2合理確定設(shè)計(jì)安全度

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度的高低，是國(guó)家經(jīng)濟(jì)和資源狀況、社會(huì)財(cái)富積累程度以及設(shè)計(jì)施工技術(shù)水平與材料質(zhì)量水準(zhǔn)的綜合反映。確定工程的安全度在一定程度上需以概率和統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)，但更多的須依靠經(jīng)驗(yàn)、工程判斷及綜合考慮。

與國(guó)際上一些通用標(biāo)準(zhǔn)相比，我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)定的安全度水平偏低，有的偏低較多。這體現(xiàn)在涉及結(jié)構(gòu)安全度的各個(gè)環(huán)節(jié)中，如我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范取用的荷載值比國(guó)外低，材料強(qiáng)度值比國(guó)外高，估計(jì)結(jié)構(gòu)承載力所用計(jì)算公式的安全裕度低于國(guó)外甚至在個(gè)別情況下偏于不安全，對(duì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造規(guī)定又遠(yuǎn)比國(guó)外要求低。

3、3進(jìn)行防火防爆設(shè)計(jì)

建筑消防設(shè)計(jì)市建筑設(shè)計(jì)中一個(gè)重要組成部分，關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)安全，應(yīng)該引起大家的足夠重視。文章從防火分區(qū)和安全疏散兩方面來(lái)討論：

3、3、1建筑的防火分區(qū)問題

《建規(guī)》3、2、1條規(guī)定了廠房的防火分區(qū)，其中有一點(diǎn)需要注意，即廠房的防火分區(qū)是和該廠房的耐火等級(jí)、最多允許層數(shù)及占地面積有關(guān)。雖然《建規(guī)》中規(guī)定封閉樓梯間的門為雙向彈簧門就可以了，但做為劃分防火分區(qū)用的封閉樓梯間門至少應(yīng)設(shè)乙級(jí)防火門。因?yàn)殚_敞的樓梯間也是開口部位，是火災(zāi)縱向蔓延的途徑之一，也應(yīng)按上下連通層作為一個(gè)防火分區(qū)計(jì)算面積。

3、3、2安全疏散設(shè)計(jì)問題

很多大型商業(yè)建筑在消防安全疏散設(shè)計(jì)中存在的問題，諸如首層中部疏散樓梯無(wú)法直通室外、中庭回廊容易滯留人員、首層疏散距離超過規(guī)范要求等。商業(yè)建筑賣場(chǎng)的疏散距離應(yīng)執(zhí)行《建規(guī)》中5、3、8第三款(不論采用任何形式的樓梯間，房間內(nèi)最遠(yuǎn)一點(diǎn)到房門的距離不應(yīng)超過袋形走道兩側(cè)或盡端的房間從房門到外部出口或樓梯間的最大距離)的規(guī)定，即22m，如再設(shè)有自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)其疏散距離再增加25％，為27.5m。但如果在商業(yè)建筑的賣場(chǎng)每家店鋪均設(shè)有到頂?shù)母魯鄩?，并設(shè)有安全疏散通道，疏散通道兩側(cè)的隔墻耐火極限≥lh(非燃材料)，房間隔墻耐火極限t>0.5h(非燃材料)，則房間門通過安全疏散通道到疏散出口的距離適用40m和22m的規(guī)定等等。

3、4考慮建筑結(jié)構(gòu)的耐久性

結(jié)構(gòu)耐久性不足已成為最現(xiàn)實(shí)的一個(gè)安全問題?，F(xiàn)在有這樣的傾向：設(shè)計(jì)中考慮強(qiáng)度多而考慮耐久性少，重視強(qiáng)度極限狀態(tài)而不重視使用極限狀態(tài)。重視新建筑的建造而不重視舊建筑的維護(hù)。所謂“安全”，包括保證人員財(cái)產(chǎn)不受損失和保證結(jié)構(gòu)功能的正常運(yùn)行，以及保證結(jié)構(gòu)有修復(fù)的可能，即所謂的“強(qiáng)度”、“功能”和“可修復(fù)”三原則。

我國(guó)土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工規(guī)范，重點(diǎn)放在各種荷載作用下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，而對(duì)環(huán)境因素作用(如干渴、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學(xué)介質(zhì)侵蝕)下的耐久性要求則相對(duì)考慮較少?；炷两Y(jié)構(gòu)因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)安全事故，其嚴(yán)重程度已遠(yuǎn)大于因結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力安全水準(zhǔn)設(shè)置偏低所帶來(lái)的危害。所以這個(gè)問題必須引起格外重視。

4結(jié)語(yǔ)

在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，不能片面地追求建筑技術(shù)與建筑藝術(shù)“完美”的結(jié)合和“最大”滿足使用功能的要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)針對(duì)具體工程特點(diǎn)，選用合理的規(guī)范規(guī)定、考慮結(jié)構(gòu)的耐久性、安全度等，還要從結(jié)構(gòu)的體系、構(gòu)造、材料選擇設(shè)計(jì)以及施工和使用中的各個(gè)環(huán)節(jié)保證結(jié)構(gòu)的安全性，同時(shí)還應(yīng)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、給排水等專業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合，最終達(dá)到滿足結(jié)構(gòu)安全的目的。

參考文獻(xiàn)

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