在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高建筑安全性的幾點(diǎn)思考

楊 睿

(太原市建筑設(shè)計(jì)研究院，山西太原 030002)

建筑設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)的安全性是必須要考慮的因素之一，但是在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中涵蓋了較多的內(nèi)容，因此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有顯著的復(fù)雜性，對此，我們需嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的要求采取積極的措施，提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性，保證設(shè)計(jì)效果。

1 建筑結(jié)構(gòu)的安全性

建筑結(jié)構(gòu)的安全性通常是指建筑在受到外力作用時(shí)能夠有效確保建筑自身的穩(wěn)定性和安全性，從而保證住戶的人身及財(cái)產(chǎn)安全。所以建筑結(jié)構(gòu)的安全性是評價(jià)建筑結(jié)構(gòu)合理性和科學(xué)性的重要指標(biāo)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮建筑結(jié)構(gòu)的外觀、舒適性和安全性等多個(gè)要素。而在建筑結(jié)構(gòu)安全性上主要應(yīng)從耐久性和穩(wěn)定性以及經(jīng)濟(jì)性幾個(gè)方面入手。

2 建筑安全性設(shè)計(jì)原則

2.1 結(jié)構(gòu)完整性原則

建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有完整性，在大型建筑設(shè)計(jì)中尤其如此，同時(shí)在這一過程中不能為了建筑創(chuàng)新而不顧建筑結(jié)構(gòu)性能。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)受到較大影響時(shí)，需切實(shí)保證建筑結(jié)構(gòu)的完整性，而且構(gòu)件受力要滿足設(shè)計(jì)的要求，荷載的傳遞要足夠科學(xué)傳力明確，從而有效降低荷載對建筑安全產(chǎn)生的負(fù)面影響。

2.2 剛?cè)岵?jì)原則

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)采取剛?cè)岵?jì)的原則，若結(jié)構(gòu)剛性過大，則結(jié)構(gòu)的變形能力就會(huì)相對較弱，受到巨大外力作用時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)就會(huì)產(chǎn)生倒塌的危險(xiǎn)，而若建筑結(jié)構(gòu)的柔性過強(qiáng)，則建筑的穩(wěn)定性就會(huì)受到極大影響，出現(xiàn)嚴(yán)重的變形問題，甚至可能出現(xiàn)建筑物損毀的現(xiàn)象。

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中需科學(xué)選擇建筑材料。設(shè)計(jì)中可充分利用建材的彈性和地震作用力之間的作用，提高結(jié)構(gòu)材料延性從而增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震性能。而且建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也應(yīng)高度重視建筑的安全性和實(shí)用性，施工人員可以適當(dāng)?shù)牟扇椥栽O(shè)計(jì)的方式加以改善。

2.3 科學(xué)設(shè)計(jì)防護(hù)結(jié)構(gòu)

若要強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)的效果，就必須要多個(gè)部門通力合作，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，科學(xué)預(yù)留消防和逃生通道，合理劃分建筑中的公共領(lǐng)域，例如樓電梯盡量不要設(shè)置在建筑角部，因?yàn)閱卧遣颗まD(zhuǎn)應(yīng)力大，受力復(fù)雜。另外還要將建筑結(jié)構(gòu)與建筑的功能充分地結(jié)合在一起。一方面要保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，另一方面還需加強(qiáng)外圍結(jié)構(gòu)的安全性，從而有效提升建筑結(jié)構(gòu)整體的安全系數(shù)。

3 建筑結(jié)構(gòu)安全性影響因素分析

雖然建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量不斷得到改善，但是在社會(huì)發(fā)展的過程中，人們對建筑質(zhì)量也提出了更加嚴(yán)格的要求。故而在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域也出現(xiàn)了越來越多的問題，其也成為影響我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)展的關(guān)鍵要素。比如，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員不具備較強(qiáng)的安全意識(shí)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性較差，而且結(jié)構(gòu)抗震性能無法保證建筑的整體安全性，所以在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須對此予以高度重視。

3.1 安全意識(shí)有待增強(qiáng)

在現(xiàn)階段的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，安全意識(shí)較弱是十分普遍的問題，為了保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性，國家有關(guān)部門也提出了一些規(guī)定和制度。但是一些企業(yè)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，為了能滿足甲方要求，無視國家的規(guī)范規(guī)定去執(zhí)行和操作，嚴(yán)重影響了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。部分企業(yè)甚至私自設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)，采用劣質(zhì)建筑材料，從而嚴(yán)重破壞了建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

此外，建筑設(shè)計(jì)人員的安全意識(shí)較為薄弱也是影響建筑結(jié)構(gòu)安全性能的主要因素，現(xiàn)階段，我國部門建筑設(shè)計(jì)人員綜合素質(zhì)有待提高，且對設(shè)計(jì)工作重視程度明顯不足，缺乏溝通和配合，進(jìn)而引發(fā)了一系列建筑結(jié)構(gòu)安全問題。

3.2 建筑結(jié)構(gòu)缺乏合理性

1)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前期建筑方案有待完善。現(xiàn)階段，我國地震發(fā)生幾率明顯增大，這對建筑的穩(wěn)定性也構(gòu)成了較大的影響。對此應(yīng)不斷提高建筑的抗震能力，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)概念性設(shè)計(jì)。但在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，一些設(shè)計(jì)人員并未下功夫仔細(xì)考慮建筑方案，盲目的拿來方案就開始建模計(jì)算，不去思考建筑方案的合理性，過分依賴于電腦計(jì)算結(jié)果，故而大大減弱了結(jié)構(gòu)的抗震性能。

2)“三超”現(xiàn)象較為普遍。在建筑工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員的疏忽會(huì)影響設(shè)計(jì)方案的合理性，在日后的設(shè)計(jì)工作中，很多人員都在采取補(bǔ)充性的施工設(shè)計(jì)手段，而這也會(huì)在一定程度上加大預(yù)算。同時(shí)，其還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的質(zhì)量問題，甚至出現(xiàn)返工現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)還可能威脅人們的生命安全。

3)設(shè)計(jì)方案缺乏實(shí)用性。當(dāng)前，建筑設(shè)計(jì)人員所制定的設(shè)計(jì)方案過于重視建筑的美觀性，忽視了建筑本身的實(shí)用性，同時(shí)在設(shè)計(jì)中，一些設(shè)計(jì)人員也沒有重視設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。這種設(shè)計(jì)方式過于重視設(shè)計(jì)的形式，其不僅會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效果、增加工程的成本投入，還會(huì)影響建筑的使用功能。

4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高建筑安全性的有效措施

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，很多因素都會(huì)影響建筑結(jié)構(gòu)的安全性，對此，我們應(yīng)針對多個(gè)影響因素采取有效的控制措施，進(jìn)而增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性及合理性，維護(hù)建筑企業(yè)的社會(huì)形象，同時(shí)保障人民群眾的生命及財(cái)產(chǎn)安全。

4.1 增強(qiáng)安全意識(shí)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，建筑企業(yè)和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員都應(yīng)不斷加深自身的安全意識(shí)，建筑企業(yè)若不能樹立較強(qiáng)的安全意識(shí)，則在建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)安全問題后，就會(huì)對企業(yè)自身的社會(huì)形象產(chǎn)生消極的影響，所以建筑企業(yè)在建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)派遣專業(yè)性較強(qiáng)，且經(jīng)驗(yàn)豐富的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人主持及把控設(shè)計(jì)工作。此外，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者也需提高安全意識(shí)。在設(shè)計(jì)工作中，務(wù)必秉承認(rèn)真謹(jǐn)慎的態(tài)度，熟練掌握國家提出的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，前期配合其他專業(yè)參與建筑方案的確定，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)概念性設(shè)計(jì)，這樣才能增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的安全性。

4.2 維護(hù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性

4.2.1 保證建筑結(jié)構(gòu)方案的合理性

前期的概念設(shè)計(jì)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程里起著舉足輕重的作用，一幢建筑物的設(shè)計(jì)，如果沒有事先經(jīng)過全盤正確的概念設(shè)計(jì)，以后的計(jì)算模式再準(zhǔn)確、計(jì)算再精確，也不可能是一個(gè)經(jīng)濟(jì)、合理的設(shè)計(jì)工程。為此，需要設(shè)計(jì)人員不斷地豐富自己的結(jié)構(gòu)概念，深入、深刻了解各類結(jié)構(gòu)的性能，并能有意識(shí)地、靈活地運(yùn)用它們。

4.2.2 保證配筋的合理性

在建筑工程中，鋼筋是十分常見的建筑材料，在剪力墻設(shè)計(jì)中，應(yīng)嚴(yán)格按照結(jié)構(gòu)的要求做好配筋設(shè)計(jì)，為了保證鋼筋分配的科學(xué)性及合理性，應(yīng)將橫向水平鋼筋設(shè)置在外部，縱向鋼筋設(shè)置在內(nèi)部。但大部分建筑地下結(jié)構(gòu)會(huì)受到土體壓力的影響，為有效增強(qiáng)土體的抗側(cè)壓能力，需將縱向鋼筋布置在外部，橫向的鋼筋布置在內(nèi)部，進(jìn)而有效提高墻體的剛度。

4.2.3 提高基礎(chǔ)的合理性

地基基礎(chǔ)主要用來承載建筑的自重，提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性。在建筑建設(shè)的過程中，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的合理性直接關(guān)系著建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。比如，一些建在山區(qū)的建筑物，應(yīng)充分考慮山體滑坡、泥石流等自然災(zāi)害對建筑基礎(chǔ)穩(wěn)定性的影響。因此，設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)人員要全面掌握建筑周邊的環(huán)境和地質(zhì)條件，并且還需考慮地下水對建筑基礎(chǔ)的影響，以此完善設(shè)計(jì)的綜合水平。

4.2.4 加大樓板設(shè)計(jì)的控制力度

樓板直接關(guān)系到建筑的安全性和使用性能。在樓板設(shè)計(jì)工作中，需充分考慮主次梁的受力情況，并對受力較大的樓板進(jìn)行科學(xué)的控制和處理，包括舒適度驗(yàn)算等。在保證樓板受力性能的前提下，減少鋼筋用量，加大工程的經(jīng)濟(jì)效益。

4.2.5 采取有效措施優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)

建筑工程主體結(jié)構(gòu)的合理性對工程整體的性能和質(zhì)量有著十分顯著的影響。所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)始終堅(jiān)持科學(xué)合理的原則。除此之外為了加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的耐久性，可選擇質(zhì)量較輕的結(jié)構(gòu)形式，如板式輕型建筑等。此外為了增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的耐久性，建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部需具有較強(qiáng)的靈活性。其可滿足不同功能的基本要求，與此同時(shí)也可有效避免返工問題，減少了工程建設(shè)過程中的能源消耗。再者，結(jié)構(gòu)的靈活性也可確保后期工程改造升級的順利開展。研究表明，建筑結(jié)構(gòu)體系中存在臨界點(diǎn)，因此，在建筑設(shè)計(jì)中，要在確保結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)的功效。

4.3 增大建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力

建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力是衡量建筑設(shè)計(jì)水平的重要指標(biāo)，若要更好地提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，建筑企業(yè)必須不斷提升自身的思想認(rèn)識(shí)水平。另外，在建筑工程建設(shè)和施工的過程中，還需按照工程設(shè)計(jì)的基本要求使用建筑材料。在工程施工前，考察工程的各項(xiàng)參數(shù)，進(jìn)而選擇符合工程基本情況和建設(shè)要求的施工材料，維護(hù)建筑的安全性，保證建筑工程的質(zhì)量。如在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，嚴(yán)格控制剪力墻的材料，并且還要對剪力墻的各項(xiàng)參數(shù)予以嚴(yán)格控制，以此加強(qiáng)剪力墻結(jié)構(gòu)的安全性。這里需要格外注意，切不可采取減少施工材料的方式來降低成本投入，要全面維護(hù)建筑結(jié)構(gòu)的安全性。

5 結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)的安全性是影響建筑性能的關(guān)鍵要素，因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)采取有效措施提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性，按照設(shè)計(jì)的原則和規(guī)范完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，從而為住戶提供更加安全的空間，促進(jìn)建筑行業(yè)的快速發(fā)展。