建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高建筑安全性探討

任永旺

大元建業(yè)集團(tuán)股份有限公司 河北 滄州 061000

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)涵分析

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指的是在無法通過計(jì)算得到精確數(shù)值的情況下，通過結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、力學(xué)理論、工程經(jīng)驗(yàn)、試驗(yàn)結(jié)果來設(shè)計(jì)建筑項(xiàng)目的整體和局部。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是立足于宏觀視角下對建筑工程的整體布局、細(xì)節(jié)安排進(jìn)行控制，盡管不采用數(shù)值計(jì)算，但需要運(yùn)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件和結(jié)構(gòu)體系、分體系之間的關(guān)系進(jìn)行近似估算，從而得出合理的設(shè)計(jì)方案，避免施工過程中或者施工后期頻繁改動(dòng)方案，造成人力、物力和財(cái)力資源的浪費(fèi)。設(shè)計(jì)師如果深入理解了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)涵，就不會過于依賴專業(yè)軟件和理論數(shù)值，而是利用自己的創(chuàng)新力，將理論知識和實(shí)際情況相互結(jié)合，以提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新穎性，讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得更加靈活[1]。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程分析

①需要結(jié)合建筑實(shí)際功能需求，做好建筑結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)制定。在進(jìn)行實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)選型時(shí)，需要以建筑功能需要為依據(jù)，綜合考慮建筑場地的地質(zhì)水文條件以及其他施工條件等，確保建筑主體結(jié)構(gòu)選型更加科學(xué)合理。②在制定好建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案后，需要結(jié)合實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，做好計(jì)算分析工作。在這一過程中，需要結(jié)合實(shí)際，先做好計(jì)算模型的制定，在具體制定的過程中，可以先完成簡圖計(jì)算，對復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化處理，在實(shí)際分析過程中，注意要抓大放小，從而保證計(jì)算結(jié)果的合理性。這種簡圖計(jì)算方式忽略了很多細(xì)節(jié)，因此為保證結(jié)果合理，還需要充分了解簡圖結(jié)構(gòu)與實(shí)際結(jié)構(gòu)的差別。③做好建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)，在這一過程中，主要包含兩點(diǎn)重點(diǎn)內(nèi)容，一是截面設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)對象是混凝土結(jié)構(gòu)，在這一設(shè)計(jì)的過程中，需要結(jié)合實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)，明確鋼筋的類型、放置位置和數(shù)量。二是做好節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)對象是鋼結(jié)構(gòu)，有效提高不同鋼結(jié)構(gòu)之間連接的穩(wěn)定性[2]。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的提升策略

3.1 做好建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

在具體開展荷載計(jì)算工作過程中，不應(yīng)機(jī)械化地對基礎(chǔ)設(shè)計(jì)公式進(jìn)行直接套用，還需要充分考慮實(shí)際情況，結(jié)合建筑基礎(chǔ)寬度與深度要求，在計(jì)算荷載時(shí)做好科學(xué)合理的修正，從而有效提高建筑地基承載力，保障建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性。另一方面，受不同地質(zhì)土壤性質(zhì)的影響，地基容許承載力也各不相同，這對實(shí)際設(shè)計(jì)取值必然造成一定的影響。為有效解決這一問題，在實(shí)際進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)參考規(guī)范驗(yàn)證公式，選擇合理的驗(yàn)算方法。在實(shí)際開展樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作過程中，做好筏板厚度取值也非常重要，在具體實(shí)踐過程中，通常需要先根據(jù)建筑層數(shù)，初步完成筏板厚度的估算，估算方法是：筏板厚度建筑層數(shù)50mm。在此基礎(chǔ)之上，再以實(shí)際排樁情況為依據(jù)，完成角樁沖切、邊樁沖切、墻沖切的驗(yàn)算，通常會根據(jù)角樁沖切做好板厚的控制。

3.2 提升建筑結(jié)構(gòu)抗震性能

建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力是建筑應(yīng)具有的基本功能，也是檢驗(yàn)建筑設(shè)計(jì)安全能力的主要內(nèi)容。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)對建筑結(jié)構(gòu)等抗震能力參數(shù)進(jìn)行充分考慮，并對建筑施工中所采用的施工材料、施工方法等進(jìn)行分析，同時(shí)對建筑工程結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行預(yù)測。另外，必須要嚴(yán)格遵守國家相關(guān)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，并對建筑結(jié)構(gòu)的承重、抗震能力進(jìn)行優(yōu)化。例如，在對剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，除了要考慮所應(yīng)用的施工材料外，還要對剪力墻的布筋等進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，以合理的設(shè)計(jì)方法保證剪力墻的抗震能力。除此之外，應(yīng)嚴(yán)格按照建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容確定施工方法，確保施工質(zhì)量符合建筑結(jié)構(gòu)的抗震要求。最后，不同的地質(zhì)地貌會對建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力產(chǎn)生較大影響，因此在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，還要針對土質(zhì)、地貌情況進(jìn)行重點(diǎn)考慮。

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

對整個(gè)建筑的安全性來說，設(shè)計(jì)藍(lán)圖的合理性與科學(xué)性是最基本且最關(guān)鍵的。例如，認(rèn)真考慮對火災(zāi)等險(xiǎn)情發(fā)生時(shí)的逃生與消防通道設(shè)計(jì)，確保有充分的空間供應(yīng)給建筑的應(yīng)用者實(shí)施人員和財(cái)物轉(zhuǎn)移等。還有對樓內(nèi)電梯的設(shè)計(jì)，不可設(shè)置于建筑的角部，避免單元角部扭轉(zhuǎn)應(yīng)力增加的影響。另外，在設(shè)計(jì)過程中還要充分考慮建筑結(jié)構(gòu)、建筑功能的一致性，確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并減少設(shè)計(jì)對外圍結(jié)構(gòu)安全性、穩(wěn)定性的影響，從整體上提高建筑結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)。

3.4 準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)構(gòu)剛度條件

多層結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)與單層結(jié)構(gòu)、大空間結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的區(qū)別較大，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體性與安全性設(shè)計(jì)也存在較大區(qū)別，對于剛度均勻的多層建筑結(jié)構(gòu)，可利用改善底部剪力的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，以此作為基礎(chǔ)進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。如剛度不夠均勻，存在底層框架結(jié)構(gòu)單一，只包括抗震墻的情況下，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，則要優(yōu)先對普通框架抗震墻的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。目前，多利用“雙保險(xiǎn)”模式進(jìn)行剪力墻抗震數(shù)值的計(jì)算，以進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。另外，對于建筑結(jié)構(gòu)的剛度條件計(jì)算中，結(jié)果中框架的剛度不會出現(xiàn)折損情況，但是對于抗震墻的設(shè)計(jì)與計(jì)算，則要對折損率進(jìn)行預(yù)估和計(jì)算，一般抗震墻的折損率可占剛度指標(biāo)的30%左右。而對于計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)受到地震波的沖擊作用，則需計(jì)算多種影響參數(shù)，并確保計(jì)算的精準(zhǔn)度，以保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。

4 結(jié)束語

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)較為系統(tǒng)復(fù)雜的工作，設(shè)計(jì)工作人員不但要對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程有基本的熟悉與了解，而且要全面認(rèn)識到當(dāng)下在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的一些安全問題，并提出一些針對性的解決措施，才能夠更好地保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全穩(wěn)定性，促進(jìn)我國建筑工程行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。