在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如何提高建筑的安全性

陳鵬

（貴陽(yáng)市建筑設(shè)計(jì)院有限公司 貴州貴陽(yáng) 550081）

1 引言

進(jìn)入到21世紀(jì)以來(lái)，經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)日新月異，帶動(dòng)了人們生活水平提高的同時(shí)，也帶動(dòng)了建筑行業(yè)的突飛猛進(jìn)。現(xiàn)階段，人們除了對(duì)更好的物質(zhì)生活追求意外，還更關(guān)注建筑的安全性和舒適性，不僅對(duì)建筑的功能和外觀有更好的要求，而且重視自身的安全是否得到了保障。因此，研究如何通過(guò)合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和精湛的施工技藝，提升建筑的安全性具有重大意義。

2 建筑安全的概述

影響建筑的安全性的關(guān)鍵因素有兩點(diǎn)：建筑本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及建筑施工的質(zhì)量。通常情況下，在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用科學(xué)的方式，對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行寫(xiě)詳細(xì)的分析和匯總，然后制定相對(duì)合理的符合建筑安全要求的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。同時(shí)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮施工隊(duì)伍的是能力、建筑所在區(qū)域的經(jīng)濟(jì)情況，實(shí)際施工所需的拆建筑材料情況。

然后，在現(xiàn)階段，很多設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，忽略了對(duì)上述因素的考慮，大多數(shù)的建筑結(jié)構(gòu)都是憑借設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)、施工材料和施工能力等因素影響下設(shè)計(jì)出來(lái)的，這樣的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案往往安全系數(shù)較低，而且總體工程成本較高。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，相關(guān)施工水平的不斷創(chuàng)新和進(jìn)步，雖然提升了建筑行業(yè)的發(fā)展，但同時(shí)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)差異，造成了不同地區(qū)的建筑水平和施工能力差異較大，這就要求相關(guān)的設(shè)計(jì)人員不能以點(diǎn)蓋面，應(yīng)針對(duì)不同的地區(qū)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)，達(dá)到提升建筑安全性的目的。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

3.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震性差

地震災(zāi)害時(shí)常見(jiàn)的自然災(zāi)害之一，由于我國(guó)屬于地震高發(fā)國(guó)家，一旦發(fā)生地震，將造成巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，造成這種損失最根本的原因在于地震造成的建筑傾斜、裂縫甚至倒塌。由此可見(jiàn)，提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能勢(shì)在必行。通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性，可以大大降低建筑在地震在災(zāi)難下發(fā)生傾斜、裂縫甚至倒塌的可能性，減少人們的生命和財(cái)產(chǎn)損失。同時(shí)，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況和抗震設(shè)防等級(jí)。

3.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是否合理，是影響建筑安全的關(guān)鍵因素。部分建筑設(shè)計(jì)工作者的專(zhuān)業(yè)知識(shí)相對(duì)不足，設(shè)計(jì)能力相對(duì)薄弱，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，缺少對(duì)實(shí)際情況的考察和科學(xué)研究，造成建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)存在諸多問(wèn)題，最終造成建筑工程存在很多安全問(wèn)題，嚴(yán)重威脅人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。另外一方面，部分建筑設(shè)計(jì)工作者過(guò)多的注重建筑物的外觀設(shè)計(jì)，追求美觀性和多樣性，而忽略了特殊結(jié)構(gòu)帶來(lái)的安全隱患，造成非常嚴(yán)重的安全隱患。

3.3 建筑設(shè)計(jì)時(shí)材料選擇不當(dāng)

影響建筑整體安全性的另外一個(gè)重要因素的建筑所使用的材料選擇不當(dāng)。部分建筑施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)建筑材料的管理不善，導(dǎo)致使用的建筑材料不符合建筑安全的要求，造成潛在的質(zhì)量安全隱患。此外，受建筑行業(yè)的成本較高影響，很多施工單位為了控制成本支出，獲得更大的利潤(rùn)空間，有意的在材料選擇過(guò)程中，選擇一些成本較低同時(shí)質(zhì)量相對(duì)不過(guò)關(guān)的材料，給建筑設(shè)計(jì)安全帶來(lái)了不確定的因素，嚴(yán)重影響建筑的安全性。

3.4 國(guó)家對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重視力度不夠

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)際施工過(guò)程中，國(guó)家相關(guān)部門(mén)對(duì)于建筑工程的監(jiān)督檢查存在漏洞。正是由于這一漏洞，導(dǎo)致了建筑工程在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，沒(méi)能夠嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，造就了很多豆腐渣工程，偷工減料行為的出現(xiàn)。同時(shí)，針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，缺少相關(guān)法律法規(guī)的約束，也是導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)安全性無(wú)法保障的重要因素之一。

4 提高建筑安全性的設(shè)計(jì)措施

4.1 控制結(jié)構(gòu)的變形

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，如果結(jié)構(gòu)的剛度較強(qiáng)，當(dāng)收到巨大的作用力時(shí)，例如地震發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的地震作用力，結(jié)構(gòu)的變形能力較差，很容易受到損壞，影響建筑的安全。如果建筑的結(jié)構(gòu)的剛度較差，延性較強(qiáng)，雖然具備很好的變形能力，可以消耗大量的外力，但是如果變形過(guò)大，超過(guò)建筑結(jié)構(gòu)的承受范圍，也會(huì)產(chǎn)生局部結(jié)構(gòu)的破壞甚至坍塌。因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為了提升建筑的安全性，應(yīng)做到剛?cè)岵⒅?，既能提升建筑的變形消化外力的能力，又能有效的控制變形范圍?/p>

4.2 多道防線設(shè)計(jì)

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)多道安全防線，提升建筑的整體安全性能。例如，采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)是設(shè)置多道安全防線的常用設(shè)計(jì)方式。剪力墻是建筑的第一道安全防線，它承受了大部分的側(cè)向地震力，隨著剪力墻剛度的降低，出現(xiàn)損壞等情況時(shí)，框架開(kāi)始逐步承擔(dān)側(cè)向地震力和豎向荷載，這時(shí)的框架就是建筑的第二道安全防線。

4.3 強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)

當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，梁的支座位置率先出現(xiàn)屈服，并且形成塑性鉸，從而對(duì)消耗掉較多的地震力，保護(hù)了整個(gè)建筑物的安全。但是，如果率先出現(xiàn)屈服的是柱，形成塑性鉸的也是在柱上，這時(shí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)十分不穩(wěn)定，甚至可能瞬間坍塌。所以，在進(jìn)行建筑物設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)柱的設(shè)計(jì)，例如，通過(guò)增大配筋的方式提升柱子的強(qiáng)度，同時(shí)梁支座位置的配筋設(shè)計(jì)和施工不要超過(guò)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。

4.4 結(jié)構(gòu)的整體性設(shè)計(jì)

要使結(jié)構(gòu)具有良好的安全性能，必須確保結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以遵循以下設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

（1）結(jié)構(gòu)應(yīng)具有連續(xù)性：無(wú)論是在設(shè)計(jì)階段還是在施工階段，都應(yīng)保障結(jié)構(gòu)具有一定的連續(xù)性。

（2）構(gòu)件間的可靠連接。為了提升建筑物結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接可靠，同時(shí)確保具有較好的延性。應(yīng)當(dāng)確保構(gòu)建的強(qiáng)度不低于其連接構(gòu)件的強(qiáng)度，預(yù)埋件的錨固強(qiáng)度不應(yīng)低于其連接構(gòu)件的強(qiáng)度；裝配式結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間應(yīng)采取保證結(jié)構(gòu)整體性的連接措施。

（3）提高結(jié)構(gòu)的豎向整體剛度：很多建筑物由于在進(jìn)行選址或者施工過(guò)程中，對(duì)地基處理不良，導(dǎo)致出現(xiàn)沉陷，傾斜等安全問(wèn)題。因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過(guò)設(shè)置地下室，箱形基礎(chǔ)以及沿房屋縱、橫向設(shè)置具有較高截面的通長(zhǎng)基礎(chǔ)梁等方式，提升建筑物的豎向整體剛度，來(lái)降低因地基不良或者地震產(chǎn)生的沉降問(wèn)題。提升建筑物的整體安全性能。

4.5 創(chuàng)新建筑設(shè)計(jì)軟件

隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，越來(lái)越多的設(shè)計(jì)工具科學(xué)化，信息化，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中發(fā)揮著重要的作用。尤其是計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用，大大的降低了進(jìn)行設(shè)計(jì)所花費(fèi)的時(shí)間，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)難度，而且能夠智能化的幫助相關(guān)設(shè)計(jì)工作者快速的分辨一些問(wèn)題結(jié)構(gòu)。通過(guò)科學(xué)的設(shè)計(jì)軟件創(chuàng)新，幫助建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效率更高，同時(shí)還能提高設(shè)計(jì)的美觀性和科學(xué)性，提升了建筑行業(yè)的發(fā)展與穩(wěn)定。

4.6 國(guó)家嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

前文提到，影響建筑安全性的因素海報(bào)過(guò)相關(guān)部門(mén)的監(jiān)管力度。應(yīng)當(dāng)建立完善的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)法律法規(guī)，對(duì)一些不規(guī)范的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行為加強(qiáng)監(jiān)督管理工作，約束施工單位的違法行為，保障建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段和施工階段都能符合相關(guān)管理規(guī)定要求，保障建筑的安全和質(zhì)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，建筑的安全是人們關(guān)注的重點(diǎn)。這需要設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須嚴(yán)格的遵守相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，同時(shí)不斷的提升專(zhuān)業(yè)能力，借助先進(jìn)的科學(xué)軟件，設(shè)計(jì)出安全性和抗震性能良好的建筑結(jié)構(gòu)。另外一方面，相關(guān)部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)建筑行業(yè)的監(jiān)管力度，不僅要求嚴(yán)格的設(shè)計(jì)質(zhì)量，還要對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢察監(jiān)督，從而提升建筑的安全性，減少安全事故的發(fā)生，保障人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

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