提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的有效策略分析

陳紀(jì)勝

摘要：為了保證建筑物小震不壞、大震不倒，需嚴(yán)格執(zhí)行安全設(shè)計(jì)的基本規(guī)范，加強(qiáng)安全性設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中講究安全性分析，以提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的使用安全為主，為此必須要強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)管理，使得建筑物具備良好的抗震功能。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)過(guò)程;安全性規(guī)劃;策略

合理設(shè)計(jì)建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，從建筑物所處的地理環(huán)境出發(fā)，加強(qiáng)設(shè)計(jì)方案調(diào)整，采用新型方式，及時(shí)調(diào)整安全性設(shè)計(jì)的規(guī)劃，便于增強(qiáng)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的規(guī)范化。分析建筑物的使用安全，從居住者的角度考慮，重點(diǎn)是探討如何提升結(jié)構(gòu)安全性的問(wèn)題，通過(guò)將多個(gè)方案進(jìn)行對(duì)比，及時(shí)明確安全性設(shè)計(jì)的最終方案，這關(guān)乎建筑安全。

1當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

安全意識(shí)缺乏：設(shè)計(jì)人員自身缺乏對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計(jì)的正確認(rèn)識(shí)，平時(shí)工作中還意識(shí)不到安全性方案調(diào)整的必要性，對(duì)個(gè)人的設(shè)計(jì)工作掌握的不夠全面。還未意識(shí)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑物抗震功能及用戶(hù)利益的關(guān)系，由于安全意識(shí)不足，不僅導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案未體現(xiàn)出安全規(guī)劃的作用，還帶來(lái)嚴(yán)重的安全事故。

水平有待提升：一些設(shè)計(jì)人員，自身掌握的專(zhuān)業(yè)化知識(shí)不夠，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，無(wú)法運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)對(duì)建筑物進(jìn)行有效的安全性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，前提準(zhǔn)備工作未做好，技術(shù)準(zhǔn)備不到位。比如不明確安全性設(shè)計(jì)的基本要求和工作要點(diǎn)，未及時(shí)配合管理工作，無(wú)法實(shí)現(xiàn)個(gè)人能力的穩(wěn)步提升。

抗震設(shè)計(jì)不合理：對(duì)建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，某些設(shè)計(jì)人員未及時(shí)參考建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)操作規(guī)程，對(duì)抗震設(shè)計(jì)的知識(shí)缺乏全面掌握。沒(méi)有根據(jù)建筑物使用功能及所處環(huán)境來(lái)進(jìn)行安全性結(jié)構(gòu)規(guī)劃，這樣一來(lái)，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)未能發(fā)揮出抗震的實(shí)際作用。

2提升建筑結(jié)構(gòu)安全性的有效設(shè)計(jì)策略

2.1秉承的原則

堅(jiān)持安全性的原則，比如對(duì)某個(gè)建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，首先考慮設(shè)計(jì)方案的安全性，明確建筑物使用功能，由此調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，關(guān)注使用者的人身安全。考慮使用者的舒適度的個(gè)性化需求，對(duì)建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，要確定建筑物整體結(jié)構(gòu)安全，讓每個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)流程都具有安全保障。秉承實(shí)用性的根本理念，考慮建筑功能，了解用戶(hù)的身份，便于設(shè)計(jì)出客戶(hù)滿(mǎn)足的建筑結(jié)構(gòu)。安全性設(shè)計(jì)和抗震設(shè)計(jì)均具有實(shí)用性，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程優(yōu)化，以滿(mǎn)足用戶(hù)體驗(yàn)為主，全面考慮建筑功能。

2.2剪力墻設(shè)計(jì)

剪力墻是一種抗側(cè)力構(gòu)件，是由地震效應(yīng)產(chǎn)生的內(nèi)力控制，地震效應(yīng)越大，剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力越大，為促進(jìn)剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計(jì)中的合理運(yùn)用，及時(shí)了解建筑物抗震設(shè)計(jì)理論，根據(jù)抗震設(shè)計(jì)規(guī)程，結(jié)合實(shí)際情況，設(shè)計(jì)中將剪力墻荷載分項(xiàng)系數(shù)確定為1.30，同時(shí)將抗震承載力系數(shù)調(diào)整為0.83，進(jìn)行7度設(shè)防。如下表所示為某建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻內(nèi)力系數(shù)調(diào)整統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，及時(shí)了解豎向構(gòu)件的承載力，采用所用材料的特性，及時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)值將鋼筋強(qiáng)度規(guī)定為設(shè)計(jì)值的1.40倍，小震、中震的抗震系數(shù)分別設(shè)置為最大值0.10、0.28，根據(jù)構(gòu)件抗震等級(jí)，調(diào)整剪力墻的彎矩系數(shù)。嚴(yán)格按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的抗彎力進(jìn)行合理規(guī)劃，充分考慮建筑結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)固性。

2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.3.1變形分析

分析建筑結(jié)構(gòu)變形情況及抗震需求的環(huán)節(jié)，及時(shí)引入有限元設(shè)計(jì)原理，要求結(jié)構(gòu)最大層間位移角不得大于1/1000，、平均層間位移與最大層間位移的比值在1.2以?xún)?nèi)，避免在地震作用下，建筑結(jié)構(gòu)受到地震侵害，更重要的是保障用戶(hù)的生命安全。

2.3.2抗震設(shè)計(jì)案例

某設(shè)計(jì)人員對(duì)高層結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，將地震加速值設(shè)定為0.20g，考慮建筑為辦公類(lèi)建筑物，主要跨徑為11m×11m，繪制建筑平面圖，以此方式便于進(jìn)行有效的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。剪力墻的抗震等級(jí)為二級(jí)，地下室板厚為160mm，鋼筋采取雙向鋪設(shè)的方式，樓層沿著主梁呈Y型布置，增加建筑結(jié)構(gòu)凈高，基礎(chǔ)梁尺寸為：1800×2000，核心筒布置于建筑四角，剪力墻設(shè)計(jì)中，結(jié)合實(shí)際情況，縱向配筋率控制在≥1.3%，體積配筋率在≥1.5%，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作規(guī)定，墻體豎向鋼筋的最小配筋率為0.3%。

2.3.3現(xiàn)代技術(shù)運(yùn)用：

將BIM及時(shí)引入到設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，使其在構(gòu)件安裝中發(fā)揮重要作用，嚴(yán)格按照?qǐng)D紙安裝構(gòu)件，利用BIM技術(shù)構(gòu)建三維模型，形成信息化管理平臺(tái)，加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代技術(shù)的運(yùn)用。將計(jì)算機(jī)技術(shù)與三維建模技術(shù)結(jié)合起來(lái)，促進(jìn)施工技術(shù)的及時(shí)溝通，展示建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部各個(gè)構(gòu)件的安裝情況，以虛擬技術(shù)展示建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果，運(yùn)用BIM技術(shù)形成形象的建筑物立體結(jié)構(gòu)，便于設(shè)計(jì)人員充分掌握構(gòu)件規(guī)格、材料數(shù)量、尺寸等具體信息，立體展示鋼結(jié)構(gòu)型號(hào)及規(guī)格，不僅減輕了設(shè)計(jì)人員的工作量，還避免了設(shè)計(jì)問(wèn)題出現(xiàn)，保證設(shè)計(jì)方案更為科學(xué)、實(shí)用。

3結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)介紹建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，及時(shí)了解到抗震設(shè)計(jì)的必要性，為更好的滿(mǎn)足用戶(hù)需求，設(shè)計(jì)人員要以用戶(hù)利益為重。秉承安全性、實(shí)用性等原則，及時(shí)確定剪力墻荷載分項(xiàng)系數(shù)，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整抗震承載力系數(shù)，了解豎向構(gòu)件荷載情況，合理設(shè)計(jì)最大層間位移角、縱向配筋率、體積配筋率、豎向鋼筋最小配筋率。同時(shí)還進(jìn)行案例分析，將BIM技術(shù)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等引入設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)與三維建模技術(shù)，形象化的展示建筑結(jié)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件的規(guī)格、尺寸、數(shù)量等具體信息。