在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中如何提高建筑的安全性

何文斌

摘 要：在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中提高建筑的安全性已經(jīng)成為了建筑設(shè)計師和施工人員高度重視的問題之一。根據(jù)當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)研究的發(fā)展?fàn)顩r，簡要分析了建筑結(jié)構(gòu)中安全性的設(shè)計，并提出了幾點相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；建筑設(shè)計；安全性；抗震能力

中圖分類號：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.039

文章編號：2095-6835（2015）15-0039-02

近些年，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)在獲得極大發(fā)展的同時，建筑結(jié)構(gòu)的安全性也受到了高度關(guān)注。但是，由于近些年來過于追求建設(shè)速度，在一定程度上忽視了建筑結(jié)構(gòu)的安全，因為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理引發(fā)的安全事故頻繁發(fā)生，在帶來經(jīng)濟(jì)損失的同時也給居民的人身安全造成了巨大的威脅。因此，研究建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性的問題是至關(guān)重要的。

1 安全性問題

1.1 抗震性能差

我國處于地震高發(fā)帶，亞歐板塊與印度洋板塊相互碰撞使我國成為了世界上為數(shù)不多的地震多發(fā)國家。因此，這就需要我國的建筑物具有極高的抗震性能。但是，有關(guān)資料顯示，目前，我國大多數(shù)地區(qū)建筑物的抗震等級明顯不符合國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。尤其是在我國的西南部地區(qū)，房屋抗震性能差，往往是在發(fā)生地震后才落實提高建筑抗震等級的工作。另外，對于沿海地區(qū)，當(dāng)?shù)厝藢Φ卣鸩]有清晰的認(rèn)識，所以，建筑的抗震等級同樣不容樂觀，不少建筑物在設(shè)計時并沒有研究關(guān)于地震的問題，導(dǎo)致建筑物幾乎沒有真正的抗震性能。其中，有很大一部分原因在于政府和建筑單位不重視地震災(zāi)害的預(yù)防工作。

1.2 建材設(shè)計與使用不合理

在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)時，建筑師為了追求美觀性，在建筑物中盡量少地使用鋼材，以提高建筑物的藝術(shù)性。另外，其他建材的選擇也同樣存在問題。比如，設(shè)計師為了減輕建筑物的自重，使用了比較輕的建材，進(jìn)而獲得較大的建筑面積。但是，在實際運(yùn)行的過程中，建筑的安全性卻遇到了很大的問題——輕型高強(qiáng)度建材需要的投資更多，成本造價更高，因此，在實行的過程中，項目負(fù)責(zé)人基于節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本的目的，使用了與設(shè)計不相符的建材，從而增大了建筑的安全隱患。

1.3 過于強(qiáng)調(diào)建筑的功能

建筑設(shè)計師在設(shè)計時，會參照城市規(guī)劃初步定位建筑的功能。雖然設(shè)計的建筑會符合城市的規(guī)劃綱要，符合建筑在區(qū)域內(nèi)的功能需要，但是，建筑功能過于強(qiáng)大必然會擠壓公共消防和逃生通道，因此，又為建筑安全埋下了隱患。另外，由于我國居民對住房的需求量相當(dāng)大，所以，全國各地開始興建超高層建筑，雖然這在一定程度上解決了居民住房難的問題，但是，超高層建筑一旦出現(xiàn)安全問題，居民逃生就成為了相當(dāng)大的難題。盡管建筑師在建筑中設(shè)計了相關(guān)的安全措施，但是由于我國居民的自我管理能力較差，安全措施能否順利施行又是一個疑問。

2 安全性原則

近些年來，隨著我國建筑設(shè)計的多樣化，在提升城市人文素質(zhì)的同時，也為居民的生活環(huán)境帶來相當(dāng)多的變化。建筑師在設(shè)計時，不僅僅要完成自身藝術(shù)上的表達(dá)，也要按照城市規(guī)劃的相關(guān)要求設(shè)計建筑物，使其與周圍建筑相協(xié)調(diào)。建筑結(jié)構(gòu)除了要注重城市的美觀性、藝術(shù)性和實用性之外，還應(yīng)該將安全性放在第一位。如果建筑師在設(shè)計的過程中最后考慮建筑的安全問題，那么，從另一個角度來看，這就是對市民極大的不尊重，是對生命的漠視。因此，本文從建筑設(shè)計的安全性出發(fā)，探討了提高建筑物安全性的設(shè)計原則。

2.1 保持結(jié)構(gòu)上的完整和統(tǒng)一

建筑的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)具有完整性，保證建筑的主體結(jié)構(gòu)在設(shè)計中是完好的。尤其是在設(shè)計大型地標(biāo)性建筑時，不能為了實現(xiàn)建筑的標(biāo)新立異而放棄一部分建筑結(jié)構(gòu)。同樣，建筑的整體性還要求建筑在遭遇重大打擊時，能夠保持主體結(jié)構(gòu)的完整，使構(gòu)件之間能夠科學(xué)受力，并且結(jié)構(gòu)之間的作用力能夠通過內(nèi)部傳遞、轉(zhuǎn)移出去或是內(nèi)部抵消。

2.2 結(jié)構(gòu)上的彈性設(shè)計

在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)時，要合理選擇建材，使其具備一定的彈力性能。當(dāng)面對地震災(zāi)害時，能夠利用建材自身的彈性與地震的作用力相互作用，從而提高建筑的抗震性能。另外，選擇建筑結(jié)構(gòu)也是非常重要的，如果是普通民居或是超高層建筑物等非公共建筑，那就應(yīng)該以安全性和實用性為主，設(shè)計具有較大結(jié)構(gòu)彈性的建筑形式。而對于公共建筑而言，由于要考慮建筑的整體風(fēng)格與城市規(guī)劃相融合等問題，應(yīng)著重考慮建筑物的彈性建材選擇。

2.3 注重建筑設(shè)計的多重防護(hù)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，安全設(shè)施的設(shè)計要多部門合作。在建筑結(jié)構(gòu)中，要預(yù)留出足夠多的消防和逃生通道，合理劃分建筑面積中的公共領(lǐng)域。同時，建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該與建筑本身的功能相結(jié)合，使之能夠在保證結(jié)構(gòu)安全的同時實現(xiàn)建筑的功能性。另外，在建筑設(shè)計中，不應(yīng)該僅僅追求建筑結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定性，更應(yīng)該在建筑外圍上進(jìn)行安全性的設(shè)計，使建筑物的安全保障系數(shù)更高。

3 提高建筑安全性的方法

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，提高建筑的安全性應(yīng)該從多方面考慮和分析，比如主觀與客觀、硬件與軟件等。

3.1 建筑師自身的安全意識

建筑設(shè)計師在進(jìn)行相關(guān)設(shè)計時，應(yīng)該高度重視建筑的安全性，將其放在建筑設(shè)計的首要位置。建筑師應(yīng)該從實際情況出發(fā)，詳細(xì)調(diào)查研究建筑所在的區(qū)域，了解當(dāng)?shù)爻０l(fā)生的自然災(zāi)害，并著重分析影響建筑物結(jié)構(gòu)安全性的自然因素，從而針對相關(guān)自然災(zāi)害作出有針對性的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。因此，建筑師在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)該全方位綜合考慮各方面因素。

3.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的相關(guān)規(guī)范

相關(guān)政府部門或是建筑設(shè)計單位應(yīng)該從制度入手，規(guī)范建筑師在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)遵守的安全性規(guī)章制度。同時，要建立完整的審查體系，設(shè)置專門的建筑安全評估小組測評建筑結(jié)構(gòu)的安全性能，從源頭上保障建筑結(jié)構(gòu)的安全性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑質(zhì)量的重要保障，因此，建筑師在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時切勿疏忽大意。

3.3 建筑設(shè)計的方法

3.3.1 減輕建筑物自重

減輕建筑物自重不僅僅是簡單地使用輕型建材，而是在結(jié)構(gòu)設(shè)計中采取多種手段合理分配建筑空間，減少不必要建材的使用。在選擇建材時，應(yīng)該積極了解最新的科研動態(tài)，盡快將科研成果運(yùn)用到實際工作中。當(dāng)建筑自重減輕時，對地基的壓力就會變小，這樣，在基坑建設(shè)時就能在一定程度上減少資金的投入，從而節(jié)約部分社會資源。

3.3.2 垂直結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

在建筑設(shè)計中，為了有效避免薄弱層的出現(xiàn)，要對建筑進(jìn)行上部弱化和下部強(qiáng)化。對于這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計，應(yīng)該做好轉(zhuǎn)換層的控制。另外，在建筑的施工過程中，要采用高強(qiáng)度的水泥，提高建筑物所使用的混凝土等級。

4 結(jié)束語

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計對于建筑的安全性是至關(guān)重要的。建筑的美觀性和實用性都源自建筑安全性方面的保障。同時，政府有關(guān)部門必須著力提高對建筑結(jié)構(gòu)安全性的認(rèn)識，相關(guān)部門在監(jiān)督安全工作外，還應(yīng)該展開一系列的宣傳活動，提高民眾對建筑結(jié)構(gòu)安全性的重視程度，加大對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的監(jiān)督力度，進(jìn)一步提升建筑的安全性能。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：白潔〕