探討建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中安全問題的控制與管理

冉旭

（貴州省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，貴州貴陽 550081）

結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性一直以來都是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)，同時(shí)也是設(shè)計(jì)過程中必須要考慮的重點(diǎn)因素條件。但是在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，涉及的內(nèi)容相對(duì)比較多，所以結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有非常明顯的復(fù)雜性特征。因此，在針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的安全問題進(jìn)行管理和控制時(shí)，要與實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合，在保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)穩(wěn)定性、可靠性的同時(shí)，可以避免出現(xiàn)安全隱患問題，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平提高提供保證。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的安全問題

1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震性薄弱

近年來我國(guó)地震災(zāi)害的發(fā)生率普遍比較高，各個(gè)地區(qū)頻繁發(fā)生不同級(jí)別的地震災(zāi)害，不僅會(huì)直接影響到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，而且對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)及自然生態(tài)環(huán)境也造成嚴(yán)重的破壞影響。地震本身具有非常強(qiáng)烈的破壞性特征，同時(shí)現(xiàn)代建筑物自身的抗震性能僅為基于理論模型及經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，所以一旦發(fā)生非常規(guī)地震災(zāi)害，很有可能會(huì)造成嚴(yán)重的損害影響。為此政府以及相關(guān)部門對(duì)現(xiàn)代建筑物的抗震結(jié)構(gòu)提出更高的要求，但是技術(shù)上的不完善使得建筑物的實(shí)際抗震性能很難達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)要求，很多相關(guān)政策和抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等，都沒有真正有效地落實(shí)到實(shí)處。大多數(shù)建筑企業(yè)內(nèi)部管理層、設(shè)計(jì)人員在了解地震時(shí)，雖然不否認(rèn)其具有非常強(qiáng)的破壞性特征，但是由于地震并不是時(shí)常發(fā)生，所以很多人員都存在“僥幸”心理[1]。也正是由于這種心理的影響，導(dǎo)致我國(guó)很多建筑物的抗震性能不達(dá)標(biāo)，尤其是部分設(shè)計(jì)人員在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，沒有嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)規(guī)定要求對(duì)抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于建筑物自身的抗震性能薄弱，一旦發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，很容易造成建筑物嚴(yán)重的損壞影響，對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。由此可以看出，建筑抗震性的設(shè)計(jì)本身就是非常重要的問題，設(shè)計(jì)人員必須要將國(guó)家在抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)建筑物抗震設(shè)計(jì)方案合理的設(shè)計(jì)和完善，為建筑物的抗震性能提供保證。以達(dá)到國(guó)家要求的“小震不壞，中震可修，大震不倒”的基本要求。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中含鋼量現(xiàn)存問題

建筑物的施工質(zhì)量，會(huì)直接受含鋼量的影響。含鋼量其實(shí)是一種技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，對(duì)建筑工程的施工質(zhì)量、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性都會(huì)產(chǎn)生影響。在對(duì)現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀進(jìn)行結(jié)合分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的含鋼量因一些外部因素影響無法得到有效保證，所以建筑物的整體施工質(zhì)量也無法保證。設(shè)計(jì)人員對(duì)于建筑物自身的配筋率并不是很重視，同時(shí)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的施工展開情況沒有進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督和管理，很多施工環(huán)節(jié)存在嚴(yán)重的安全隱患。建設(shè)單位為了降低建設(shè)成本，對(duì)設(shè)計(jì)人員提出了配筋率限值要求，但該限值是否合理無法論證。同時(shí)由于建筑行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)比較激烈，部分建筑公司為了實(shí)現(xiàn)利益的最大化，不斷縮減成本、提高利潤(rùn)，所以在配筋率方面一味地降低。如果配筋率無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，那么勢(shì)必會(huì)威脅到建筑物的施工質(zhì)量。由于含鋼量無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，導(dǎo)致建筑物自身的荷載力、安全性、穩(wěn)定性都會(huì)越來越低，最終導(dǎo)致建筑物的整體建設(shè)質(zhì)量無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求[2]。除此之外，雖然部分企業(yè)意識(shí)到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，要重視配筋率，但是在實(shí)踐中無法保證鋼筋的質(zhì)量、性能，所以整體管控效果并不是很理想。

1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中混凝土的問題

混凝土作為建筑中主要的建筑材料被廣泛應(yīng)用于橋梁、路基、房屋和水利等建筑上，自身的特性要優(yōu)于其他建筑材料，而且在設(shè)計(jì)方法、工藝技術(shù)等方面有著其他材料無可替代的優(yōu)勢(shì)。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展各種建筑功能與外觀的要求也越來越高，混凝土建筑成為建筑工程中的主要材料構(gòu)件。因此在設(shè)計(jì)的過程中選擇合適標(biāo)號(hào)的混凝土不但影響著構(gòu)件尺寸及強(qiáng)度是否滿足建筑的功能要求，同時(shí)還影響著后期施工過程中混凝土澆筑的情況。在部分項(xiàng)目中設(shè)計(jì)人員為減少混凝土用量，盲目采用高標(biāo)號(hào)混凝土，控制構(gòu)件尺寸，而現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)技術(shù)未能滿足相關(guān)要求，就會(huì)造成構(gòu)件出現(xiàn)開裂，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)适Р糠謴?qiáng)度。還有的項(xiàng)目在設(shè)計(jì)過程中未節(jié)約成本，對(duì)上、下柱或柱與梁扳的混凝土選擇不同強(qiáng)度等級(jí)，而在施工開展的過程中未進(jìn)行有效的監(jiān)督和管理，未能按照規(guī)范要求對(duì)節(jié)點(diǎn)處采用強(qiáng)度等級(jí)高的混凝土進(jìn)行澆筑，也會(huì)對(duì)安全性造成一定影響。

2 針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全問題的管控措施

2.1 加強(qiáng)對(duì)建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

建筑工程項(xiàng)目在規(guī)劃和建設(shè)過程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一直以來都是其中的重點(diǎn)，同時(shí)也是其中不可缺少的一部分。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及的內(nèi)容比較多，具有一定的復(fù)雜性，所以無形中對(duì)設(shè)計(jì)人員提出的要求普遍比較高。設(shè)計(jì)人員在參與到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中時(shí)，必須要保證自己的綜合素質(zhì)、專業(yè)能力可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)還要具有非常豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這樣才能夠保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的有序開展。在與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀進(jìn)行結(jié)合分析時(shí)，得知當(dāng)前建筑物的抗震性能并不是很理想。因此，在對(duì)其抗震安全問題進(jìn)行處理時(shí)，最先要做的一點(diǎn)就是要考慮多方面地震影響，對(duì)所有不符合抗震標(biāo)準(zhǔn)的建筑結(jié)構(gòu)尺寸等進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化和完善，同時(shí)還要在不合理的位置處，對(duì)構(gòu)造筋進(jìn)行合理的設(shè)置。

在與我國(guó)現(xiàn)代建筑的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行結(jié)合分析時(shí)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中明確提出，抗震設(shè)防烈度如果是Ⅵ度或者是Ⅶ度時(shí)，要保證承重窗間墻的最寬度不能夠低于1m。同時(shí)，承重外墻與門窗洞邊之間的最小距離不能夠低于1m；內(nèi)墻陽角一直到門窗洞邊的最小距離等全部都要高于1m。在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證良好的抗震性能，首先應(yīng)該結(jié)合建筑圖確定好豎向構(gòu)件布置位置，同時(shí)通過不斷地調(diào)整優(yōu)化確定構(gòu)件尺寸及連接位置，需要對(duì)容易遇到危害影響的部位進(jìn)行構(gòu)造加強(qiáng)處理。通常在該環(huán)節(jié)進(jìn)行處理時(shí)可以利用構(gòu)造筋、橫向配筋等方式，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化，保證該部位的安全性和穩(wěn)定性。除此之外，要保證房屋內(nèi)部各個(gè)方向的側(cè)向剛度設(shè)計(jì)可以達(dá)到合理的范圍。同時(shí)也要注意特征周期滿足相應(yīng)規(guī)范，避免一味地增加側(cè)向剛度。設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，必須要將國(guó)家有關(guān)抗震設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要求、規(guī)范化施工體系等作為基礎(chǔ)，與建筑物的施工現(xiàn)狀進(jìn)行結(jié)合，保證抗震設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性[3]。尤其是內(nèi)部空間各個(gè)側(cè)向剛度變化較大位置的設(shè)計(jì)，各種受力基本上都會(huì)聚集在該部位，所以必須要引起重視。最后在對(duì)截面進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要重點(diǎn)關(guān)注各邊緣構(gòu)件的設(shè)計(jì)。邊緣構(gòu)件根據(jù)其受力情況的不同分為約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件，通常都設(shè)置在豎向構(gòu)件的端部，設(shè)計(jì)人員應(yīng)主動(dòng)區(qū)分好兩種邊緣構(gòu)件的作用，避免在設(shè)計(jì)過程中混為一談，從而引起周邊構(gòu)件應(yīng)力發(fā)生較大變化。適當(dāng)利用各種構(gòu)造措施，也能有利于保證結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。

2.2 加強(qiáng)對(duì)含鋼量的控制

配筋率是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常重要一部分。只有保證配筋率的控制效果，才能夠保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中含鋼量的有效利用。在與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀進(jìn)行結(jié)合分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)之前由于設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)工作開展時(shí)，對(duì)工作流程進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，導(dǎo)致后期的配筋量存在非常嚴(yán)重的差異性。不僅會(huì)直接影響到結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性，而且還會(huì)引起嚴(yán)重的裂縫等病害問題。因此，針對(duì)這一現(xiàn)象，設(shè)計(jì)人員必須要提高對(duì)配筋設(shè)計(jì)的重視程度。尤其是對(duì)于受扭屋面梁腰筋不足的情況進(jìn)行處理時(shí)，需要與實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合，提出符合要求的解決措施，比如梁腹板的高度超過450mm時(shí)，就必須要對(duì)腰筋進(jìn)行增設(shè)處理，同時(shí)還要在200mm的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)拉金鉤接。這樣做是為了保證鋼筋骨架剛度的提升，避免梁腹部位出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫問題。除此之外，還要保證樓層平面剛度設(shè)計(jì)工作的有序開展，保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性，這樣有利于對(duì)結(jié)構(gòu)的具體受力情況進(jìn)行真實(shí)的反饋和判斷，避免數(shù)據(jù)誤差導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在安全隱患。

2.3 加強(qiáng)對(duì)混凝土選擇的控制

混凝土是建筑組成的主要材料，其強(qiáng)度等級(jí)直接影響其承載力。只有在設(shè)計(jì)階段合理的選擇混凝土強(qiáng)度等級(jí)及功能，同時(shí)加強(qiáng)實(shí)施過程中的監(jiān)督與管控，才能保證建筑自身的安全性和可靠性。材料的選擇應(yīng)與項(xiàng)目周邊環(huán)境、實(shí)施的技術(shù)能級(jí)，供應(yīng)商的質(zhì)量保證情況充分的結(jié)合起來。比如確定基礎(chǔ)混凝土?xí)r，應(yīng)結(jié)合基礎(chǔ)形式、地質(zhì)資料及施工方式，確定是否需要采用防水混凝土，以及采用何種強(qiáng)度等級(jí)對(duì)后期基礎(chǔ)承載力安全有著決定性的影響。同時(shí)對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)變化位置采用加強(qiáng)措施，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施管控都對(duì)建筑的安全性和耐久性有不可替代的作用。

3 結(jié)束語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作具有復(fù)雜性的特點(diǎn)，各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)之間具有密切的聯(lián)系。為了保證有效規(guī)避隱藏在其中的安全風(fēng)險(xiǎn)因素，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性，必須要保證設(shè)計(jì)人員具有較強(qiáng)專業(yè)能力與豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，再設(shè)計(jì)前期通過不斷地調(diào)整復(fù)核確定結(jié)構(gòu)各項(xiàng)指標(biāo)。同時(shí)，還要嚴(yán)格落實(shí)國(guó)家在建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面提出的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)要求，在保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。