提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度分析

武文斐

摘 要：在建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中占據(jù)重要地位的部分就是建筑結(jié)構(gòu)的安全性，而且建筑結(jié)構(gòu)安全度的設(shè)計問題也得到行業(yè)專家的高度重視。本文介紹了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的概念及重要性，并對此過程中存在的問題進行了闡釋，相應得給出了可行的建議，以期能提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；安全度；可行性建議

安全的結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展必不可少的部分，而基于結(jié)構(gòu)安全度的設(shè)計又是重中之重，因其直接關(guān)系著質(zhì)量控制等其他關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可以說建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計對現(xiàn)代建筑的發(fā)展起著基礎(chǔ)性的作用。從目前我國的建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看，一些問題亟待解決，提高建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計就成為促進建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要舉措。

一、建筑結(jié)構(gòu)安全度概述

對于建筑結(jié)構(gòu)安全度的認識可以從它的概念入手，然后闡述建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計的必要性。

（一）建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計的概念

在一定的經(jīng)濟條件下，賦予結(jié)構(gòu)以適當?shù)陌踩?，使結(jié)構(gòu)在預定的使用期限內(nèi)滿足預期的各種功能要求是從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本目的。同時，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也有三個基本的功能要求。第一，安全性。即無論在正常情況還是突發(fā)狀況下都能確保整體結(jié)構(gòu)的完整性和人身財產(chǎn)的安全；第二，適用性。即在正常使用情況下具有良好的工作性能，保證物盡其用；第三，耐久性。即結(jié)構(gòu)性能保證其完成預定的功能，具有足夠長的安全使用壽命。上述三個要求既是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的最終目的也是評價建筑結(jié)構(gòu)安全與否的標志，安全度就是對這些性能的度量。

（二）建筑結(jié)構(gòu)安全度理論

建筑結(jié)構(gòu)安全度理論是用失效概率來度量結(jié)構(gòu)可靠性的，這一理論是通過將結(jié)構(gòu)自身的抗力和外荷載的作用效應相互獨立，將隨機過程化成隨機變量，并以經(jīng)驗數(shù)據(jù)為校準點，從而成功得應用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的。結(jié)構(gòu)的構(gòu)造規(guī)定、材料強度標準值、載荷標準和結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析的精確度等因素都與建筑結(jié)構(gòu)安全度有關(guān)。這一理論需要結(jié)合具體情況靈活運用。

（三）建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計的意義

因為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度要求在我國現(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè)中擁有舉足輕重的地位，因此必須足夠重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的問題。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度不僅僅局限于正常的施工建設(shè)和日常使用中，更重要的是在各種自然災害下，建筑結(jié)構(gòu)可以發(fā)揮保障人民生命財產(chǎn)安全的作用。這就要求除了基于施工技術(shù)角度、綜合受力情況、整體設(shè)計理念的設(shè)計的考慮外，技術(shù)層面的要求應該更高。

合理的建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計，對于工程建設(shè)的各個環(huán)節(jié)都有實質(zhì)的價值，比如建筑風險控制、施工安全的控制等。安全度控制在建筑材料、工藝要求的嚴格程度方面也有影響，因為工程的造價直接限制著建筑結(jié)構(gòu)安全度，過高的安全度會造成工程的額外成本輸出。

二、影響建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計的主要因素

（一）與工程造價的關(guān)系

國家經(jīng)濟和資源狀況，社會財富積累程度以及設(shè)計施工技術(shù)水平與材料質(zhì)量水準都反映在結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的高低上。準確得說，選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度要處理好與工程造價、維修費用及投資風險三者之間的關(guān)系，權(quán)衡工程造價和結(jié)構(gòu)風險的得失從而尋找最優(yōu)選擇。這其中不僅涉及生命財產(chǎn)的損失，還可能對社會、政治、經(jīng)濟各方面產(chǎn)生影響，因此，不能片面的以建造時的材料消費用量和經(jīng)濟指標來評價結(jié)構(gòu)安全度。

（二）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的確定

除了需要以概率和統(tǒng)計為基礎(chǔ)外，依靠經(jīng)驗、工程判斷及綜合考慮才能很好得確定工程的安全度。因為我國的混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)定的安全度水平偏低，這就使我國估計結(jié)構(gòu)承載力所用計算公式的安全度低于國外，在個別情況下存在不安全因素。在我國飛速發(fā)展的今天，現(xiàn)行設(shè)計可靠度水平應該有所提升，這樣有助于建筑行業(yè)的長期發(fā)展。

（三）面臨的挑戰(zhàn)

由于我國現(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè)起步晚，因此與國外相比還存在較大差距。我國建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計在市場競爭面臨的挑戰(zhàn)是多方面的。首先我國的建筑行業(yè)必須有一個良好的平臺，那就是提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度；其次，提高建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計規(guī)范刻不容緩；最后是相關(guān)法律法規(guī)應該更加完善，以規(guī)范建筑業(yè)發(fā)展。現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)更加注重在自然災害的抗災性能設(shè)計方面，相信以后會更加完善。

三、提高建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計的建議

因為建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計在工程設(shè)計中的主導作用，所以在可以提高建筑結(jié)構(gòu)安全度的重要方面要加強控制。

（一）控制結(jié)構(gòu)體系中各構(gòu)件承載能力

各構(gòu)件的植入在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中是必不可少的，，因此，對這些構(gòu)件承載力的安全控制是非常重要的。在設(shè)計中尤其要注意連接處承載力的構(gòu)建，這樣才能形成建筑結(jié)構(gòu)的預應力。若有一處構(gòu)件的承載力不合格，不僅使結(jié)構(gòu)體系的安全度降低，甚至會影響整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，造成嚴重的后果。

（二）控制結(jié)構(gòu)材料質(zhì)量

因為現(xiàn)代建筑多以高層為主，結(jié)構(gòu)復雜，因此對其鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強度、延性有著更高的要求。而且，還要注意節(jié)約鋼材，爭取在有限的工程造價制約下，發(fā)揮鋼材的最大作用。

（三）結(jié)構(gòu)的負載調(diào)整

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計，在風荷載、風壓系數(shù)上有著嚴格的規(guī)定，尤其是風荷載的有效調(diào)整，是規(guī)避自然災害的有效措施。因為主結(jié)構(gòu)的預應力保護是建筑穩(wěn)定的核心，因此，對其負載控制可以有效得提高結(jié)構(gòu)安全度?；诮ㄖY(jié)構(gòu)的設(shè)計需求，合理調(diào)整負載，就能提高結(jié)構(gòu)安全度。

（四）嚴格依據(jù)我國的相關(guān)構(gòu)造規(guī)定

我國規(guī)范規(guī)定的是最低用鋼量，在設(shè)計時，設(shè)計者可以根據(jù)結(jié)構(gòu)重要性適當提高。而我國的構(gòu)造規(guī)定與國外有很多不同之處，比如，剪力墻的最小配筋率與美國相同，在墻的暗柱配筋量等方面已是世界領(lǐng)先水平。而我國規(guī)范規(guī)定的柱子最小含鋼量為0.4%，是不考慮抗地震時的數(shù)量，我們大多數(shù)城市設(shè)計時都考慮地震，這時柱子的最小含鋼量就是0.5%-1.0%。因此，不能以我們規(guī)定標準的最低值與國外比。

四、總結(jié)

隨著現(xiàn)代建筑業(yè)的發(fā)展，一些現(xiàn)階段的建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計標準不能適應我國當前形勢，這就需要我們總結(jié)經(jīng)驗，不斷變革發(fā)展。只要我們對建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計有效控制，相信對整個現(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè)大有裨益。

參考文獻：

[1]薄蕾芳.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的安全度設(shè)計[J].裝飾裝修天地， 2015（6）：122.

[2]程代新.建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計的現(xiàn)狀及其建議[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（20）.

[3] 沈瑞.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中若干問題的分析與研究[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（14）.