建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如何提高建筑的安全性

薛春杰 山西路晨建筑設(shè)計(jì)有限公司

1 前言

建筑行業(yè)雖然是提高我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱型產(chǎn)業(yè)，但隨著建筑數(shù)量的增多，安全事故發(fā)生率也在增長(zhǎng)，財(cái)產(chǎn)損失及人員傷亡較為嚴(yán)重，不利于我國(guó)和諧社會(huì)的建設(shè)。而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為建筑安全控制的重要手段，加大對(duì)其關(guān)注力度，綜合分析與考量，對(duì)于維護(hù)建筑安全性，降低事故發(fā)生率有著重要意義。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性能要求

筆者結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中安全性能要求概括如下：首先，要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容滿足正常環(huán)境因素下，建筑物的基本功能要求，符合居民使用安全。其次，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)各項(xiàng)性能指標(biāo)要符合具體規(guī)定要求，并在增大建筑結(jié)構(gòu)承載力、強(qiáng)度、剛度的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抗沖擊能力，控制裂縫、變形、倒塌、破損等問(wèn)題的產(chǎn)生。最后，要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高建筑穩(wěn)定性，使其在自然災(zāi)害，如地震、暴雨、人為因素的破壞下，仍能保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，確保人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

3 影響建筑結(jié)構(gòu)安全性的主要因素

3.1 安全意識(shí)缺失

安全意識(shí)缺失體現(xiàn)在兩方面上，一是建筑企業(yè)自身安全意識(shí)缺失，主要將重點(diǎn)放在經(jīng)濟(jì)效益上，忽略了建筑安全的重要性，雖然我國(guó)制定了一系列有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)安全性的政策措施，但執(zhí)行力較弱，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中仍然會(huì)存在部分安全問(wèn)題，對(duì)建筑工程質(zhì)量造成了影響。甚至一些人員會(huì)為提高經(jīng)濟(jì)效益，偷工減料、私自修改建筑結(jié)構(gòu)，增加了建設(shè)中的安全隱患。

二是設(shè)計(jì)人員安全意識(shí)缺失。設(shè)計(jì)人員作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要參與者，如果不能正視結(jié)構(gòu)安全對(duì)建筑的作用，設(shè)計(jì)中過(guò)多的追求外觀，增加了安全隱患的出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)。另外，設(shè)計(jì)人員自身專業(yè)能力不高也是導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中安全問(wèn)題頻出的主要原因，對(duì)建筑安全性構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。

3.2 抗震性較差

地震災(zāi)害發(fā)生對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全性有很大影響。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須考慮結(jié)構(gòu)的抗震性能，以抵抗地震災(zāi)害威脅，維護(hù)建筑穩(wěn)固性、安全性。但目前設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，卻忽略了建筑抗震性的影響，抗震等級(jí)達(dá)不到指標(biāo)要求，進(jìn)而導(dǎo)致建筑在地震災(zāi)害發(fā)生后，出現(xiàn)變形、坍塌等問(wèn)題，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

而出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因，與設(shè)計(jì)人員重視力度不強(qiáng)，忽略抗震設(shè)計(jì)以及未按照規(guī)定要求開(kāi)展抗震設(shè)計(jì)，抗震指標(biāo)不達(dá)標(biāo)等有直接關(guān)系。如果不能解決上述問(wèn)題，建筑實(shí)用性和安全性則會(huì)直線降低。我國(guó)地域廣闊，不同區(qū)域存在著十分明顯的差異，因此地震事故發(fā)生幾率和嚴(yán)重程度也存在著較為顯著的差異。工作人員應(yīng)結(jié)合地區(qū)實(shí)際，切實(shí)加強(qiáng)預(yù)防工作，重視建筑結(jié)構(gòu)的抗震性設(shè)計(jì)。

4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高建筑安全性的策略

4.1 強(qiáng)化安全意識(shí)

針對(duì)上文提到的安全意識(shí)缺失問(wèn)題，在解決過(guò)程中，一方面要求建筑企業(yè)樹(shù)立安全生產(chǎn)的思維意識(shí)，明確安全問(wèn)題或事故產(chǎn)生對(duì)建筑本身及經(jīng)濟(jì)效益帶來(lái)的影響，并從自身形象和信譽(yù)角度分析，準(zhǔn)確把握建筑安全的意義和價(jià)值，采取切實(shí)可行的應(yīng)對(duì)措施，滿足安全生產(chǎn)要求。另外，在工程設(shè)計(jì)中，要指派專業(yè)人員參與計(jì)算工作，確保建筑設(shè)計(jì)全方位滿足我國(guó)有關(guān)部門(mén)的規(guī)范和要求。且結(jié)合工程實(shí)際加強(qiáng)工程設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，維護(hù)整體建筑工程的安全性。另一方面要求設(shè)計(jì)人員接受專業(yè)培訓(xùn)和教育，在培訓(xùn)中了解更多安全知識(shí)要點(diǎn)，明確國(guó)家安全保準(zhǔn)規(guī)范，嚴(yán)格按照現(xiàn)有規(guī)范要求開(kāi)展作業(yè)，增大建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全系數(shù)。

4.2 按照國(guó)家法律規(guī)定開(kāi)展設(shè)計(jì)活動(dòng)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動(dòng)了我國(guó)建筑行業(yè)的進(jìn)步，與此同時(shí)，人們的住房安全意識(shí)也有所提高，對(duì)建筑安全性的重視力度加大，希望相關(guān)企業(yè)制定合理的措施方案，提高建筑質(zhì)量和安全等級(jí)。而要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，設(shè)計(jì)人員除要具備專業(yè)知識(shí)和技能外，還應(yīng)對(duì)國(guó)家現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)要求加以了解和掌握，依據(jù)國(guó)家法律法規(guī)的總體要求，組織開(kāi)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)活動(dòng)，以有效維護(hù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范性和科學(xué)性，防止發(fā)生嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。此外，根據(jù)現(xiàn)階段存在的主要問(wèn)題制定切實(shí)可行的預(yù)防措施，降低安全事故的發(fā)生率，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。如建筑建設(shè)的過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員則需第一時(shí)間上報(bào)上級(jí)部門(mén)，進(jìn)而有效控制安全事故。

4.3 加強(qiáng)細(xì)節(jié)處理，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性

4.3.1 配筋設(shè)計(jì)

鋼筋是增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要組成部分。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需在保證鋼筋材料質(zhì)量的基礎(chǔ)上，對(duì)結(jié)構(gòu)加以科學(xué)規(guī)劃，合理設(shè)置配筋數(shù)量、間距和分布范圍，增大剪力墻的承載力。

4.3.2 地基設(shè)計(jì)

圖1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

地基作為建筑的基礎(chǔ)部位也是關(guān)鍵部位，加強(qiáng)地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承載和抵抗能力，是維護(hù)建筑安全性的關(guān)鍵一環(huán)（如1圖）。隨著我國(guó)建筑高度的增加，地基結(jié)構(gòu)承載的荷載壓力也有所加大，為保證基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要做好現(xiàn)場(chǎng)勘查，了解施工的地理環(huán)境特點(diǎn)，詳細(xì)探查地層和土體特征，合理規(guī)劃設(shè)計(jì)內(nèi)容，注重地基質(zhì)量。

4.3.3 樓板設(shè)計(jì)

樓板與建筑安全性及使用性能有著直接關(guān)聯(lián)。樓板設(shè)計(jì)中，需科學(xué)劃分主次梁結(jié)構(gòu)，考慮主次梁結(jié)構(gòu)的承載要求，受力較大的樓板結(jié)構(gòu)需要開(kāi)展單獨(dú)設(shè)計(jì)，以保障其承載效果。同時(shí)按照樓板所在位置和受力情況進(jìn)行鋼筋數(shù)量規(guī)劃，減少不必要的支出，維護(hù)建筑結(jié)構(gòu)的安全性。

4.3.4 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)始終堅(jiān)持科學(xué)合理的原則，基于輕質(zhì)低耗體系高度順應(yīng)建筑支撐的總體要求，減輕建筑自重的負(fù)面影響，切實(shí)保護(hù)建筑的穩(wěn)定性和安全性?，F(xiàn)如今，主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要采用請(qǐng)鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和板式輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。為使建筑達(dá)到耐久性要求，建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)具有一定的可變性，以適應(yīng)不同的功能需要，降低建筑改造和重建的幾率，增大資源和能源利用率，完善建筑的經(jīng)濟(jì)性能。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)的過(guò)程中也要準(zhǔn)確把握建筑結(jié)構(gòu)的可變性特點(diǎn)，不斷提高建筑的適應(yīng)能力，優(yōu)化建筑性能，延長(zhǎng)建筑的使用壽命。

4.4 抗震設(shè)計(jì)

圖2 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

因地質(zhì)條件特征的不同，對(duì)抗震性要求也有所不同。在設(shè)計(jì)中需結(jié)合地質(zhì)條件特征，合理規(guī)劃抗震指標(biāo)，科學(xué)處理建筑結(jié)構(gòu)，確保在地震災(zāi)害發(fā)生后，建筑具有較好的抵抗能力，增大建筑安全系數(shù)（如圖2）。對(duì)于地震發(fā)生頻率較高的區(qū)域，在抗震指標(biāo)確定上，要求設(shè)計(jì)人員做好現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域勘查，獲取準(zhǔn)確勘查數(shù)據(jù)，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)，注重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法上，建筑單位或者設(shè)計(jì)人員可以選擇使用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，這是一種抗震能力較強(qiáng)的設(shè)計(jì)方法，可以增大墻體的剛度，有效加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)中的承載能力。

4.5 加大審核力度

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要加大審核力度，以維持結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性、科學(xué)性、可行性，保障建筑結(jié)構(gòu)安全。審核作業(yè)包含的內(nèi)容有：一是圖紙審核。對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的平面圖、立面圖、剖面圖展開(kāi)嚴(yán)謹(jǐn)審核，確保圖紙?jiān)O(shè)計(jì)內(nèi)容合理、結(jié)構(gòu)關(guān)系明確，且不存在制約性。二是做好材料審核。保證選用的各類型材料規(guī)格、尺寸、型號(hào)完全符合建筑建設(shè)要求，注重工程的建設(shè)質(zhì)量，降低安全事故發(fā)生率。在材料審核中，特殊材料要選擇合適的檢測(cè)方法，禁止不合格材料混入帶來(lái)的影響，從而維護(hù)建筑結(jié)構(gòu)安全性，提升建筑的建設(shè)價(jià)值。

4.6 合理選擇結(jié)構(gòu)材料

建筑工程建筑想要達(dá)到預(yù)期的抗震性能，首先要保障結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性以及牢固性。為此，必須對(duì)結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行合理選擇，要求所選的土木工程結(jié)構(gòu)材料具有具有較強(qiáng)的抗形變能力、強(qiáng)度以及硬度，如此才能保證建筑項(xiàng)目在遭受地震作用力時(shí)，具有較好的抵抗力和抗震性，不會(huì)輕易發(fā)生形變，保證建筑的穩(wěn)定性與安全性。

5 結(jié)束語(yǔ)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為維護(hù)其整體的安全性，就需要從多方面綜合分析，如結(jié)構(gòu)布局、抗震性能、人員意識(shí)和綜合能力等，這樣才能全面加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、可行性，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，進(jìn)而達(dá)到工程建設(shè)目標(biāo)，為大眾提供安全居住環(huán)境。