在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中如何提高建筑的安全性

鄧慧明

（山西省康養(yǎng)集團有限公司， 山西 太原 030024）

近年來，國內(nèi)關(guān)于建筑安全事故的新聞報道增多。建筑安全事故不僅會造成嚴重的經(jīng)濟損失，還會對公眾生命財產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。隨著高層建筑及超高層建筑建設(shè)數(shù)量的增加，對建筑結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計的標準要求也隨之提高。為此，建筑企業(yè)要全面分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)存在的問題，提出一系列切實可行的改進策略。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性能要求

圖1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要組成內(nèi)容

2 建筑結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計的基本原則

2.1 結(jié)構(gòu)完整性原則

建筑結(jié)構(gòu)必須具備完整性特征，尤其是大型建筑物。保證建筑結(jié)構(gòu)完整性，即可使建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力特點符合設(shè)計要求，建筑物在受到外部作用力沖擊時，結(jié)構(gòu)構(gòu)件能夠均勻受力，以減輕外部作用力的不利影響。

2.2 剛度適宜性原則

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)遵循剛?cè)岵幕驹瓌t。建筑結(jié)構(gòu)剛性過大，其抗形變延展能力偏弱，建筑物極易發(fā)生整體性垮塌；建筑結(jié)構(gòu)剛性過小，在強大外部作用力的沖擊下，較易發(fā)生整體性垮塌，進而對公眾生命財產(chǎn)安全構(gòu)成潛在威脅。另外，計人員還要優(yōu)選建筑材料。利用建筑材料自身具備的彈性性能，抵抗外部作用力，維護整體建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)固性。需要格外強調(diào)的是，設(shè)計人員還要改善彈性設(shè)計方式，確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性。

2.3 整體結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)性原則

要想加強建筑結(jié)構(gòu)安全設(shè)計效果，必須促進各部門的協(xié)調(diào)配合。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，合理分配公共空間，預(yù)留消防安全通道。促進建筑結(jié)構(gòu)與建筑功能的有機結(jié)合，以期增強外圍結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)固性。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

3.1 抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計缺乏合理性

由于我國多數(shù)地區(qū)處于地震斷裂帶區(qū)域，地震災(zāi)害頻發(fā)。而地震災(zāi)害也是導(dǎo)致建筑物倒塌的主要原因。由此可知，提高建筑物的抗震能力顯得尤為重要。然而事實上，在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，部分設(shè)計人員未能充分考慮建筑物投入使用后的水平荷載、豎直荷載以及風荷載之間的關(guān)系，整體設(shè)計成果不夠理想。

3.2 普遍存在“三超”現(xiàn)象

在高層建筑及超高層建筑施工方案編制過程中，不可避免的因設(shè)計人員疏漏使施工方案缺乏合理性。而這也使得后續(xù)的補充性設(shè)計環(huán)節(jié)顯得尤為重要。而設(shè)計方案缺乏科學合理性，也會使實際建設(shè)成本遠遠超過預(yù)算成本，工程造價失控。尤為關(guān)鍵的是，這樣也會誤導(dǎo)施工作業(yè)，對公眾生命財產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。

3.3 設(shè)計方案華而不實

當前，高層建筑及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計普遍存在盲目注重外觀美觀性，對實用性缺乏重視的情況。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，部分設(shè)計人員對經(jīng)濟性原則缺乏應(yīng)有的重視。從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計角度來說，這種過分追求外觀美觀性的設(shè)計行為是不負責任的，也是極其缺乏職業(yè)操守的。從現(xiàn)實角度來說，這種華而不實的設(shè)計方式，不僅使高層建筑及超高層建筑設(shè)計方案缺乏經(jīng)濟適用性，也會對建筑物的使用功能造成不利影響。

4 提高建筑結(jié)構(gòu)安全設(shè)計水平的具體措施

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，影響結(jié)構(gòu)安全性的因素是多種多樣的。為此，下文將全面分析各類影響因素，采取一系列切實可行的控制措施，以加強建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學合理性，保障公眾生命財產(chǎn)安全。

4.1 嚴格遵循行業(yè)標準規(guī)范

如今，工業(yè)建筑、民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計受到社會各界的高度重視。國家住建部制定并出臺了一系列關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的標準規(guī)范。我們都知道，標準規(guī)范具有普遍性、適用性與強制性特征，即建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員必須遵循標準規(guī)范開展設(shè)計工作。為改善工業(yè)建筑與民用建筑的安全性，設(shè)計人員必須具備良好的責任意識，優(yōu)化設(shè)計水平，強化職業(yè)道德素養(yǎng)。同時，基層群眾也要充分發(fā)揮監(jiān)督作用，一旦發(fā)現(xiàn)問題，立即上報至相關(guān)部門，約束與規(guī)范設(shè)計行為。

4.2 加強現(xiàn)場環(huán)境勘察工作

在工業(yè)建筑與民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，無論是實用性設(shè)計，還是安全性設(shè)計，都要以全面且細致的現(xiàn)場勘查作為參照依據(jù)。由此，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平。在工業(yè)建筑與民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)計人員要考慮氣候環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境與自然環(huán)境等關(guān)鍵因素，并全面了解測量點布置、鉆孔深度探測以及測量設(shè)備精度調(diào)節(jié)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，注重各個步驟的精確性。只有保證各項細節(jié)處理的精確無誤，才能加強工業(yè)建筑與民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和安全性。

4.3 注重建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計合理性

4.3.1 加強配筋設(shè)計合理性

鋼筋是建筑工程結(jié)構(gòu)的重要組成部分，同時，鋼筋質(zhì)量直接決定了整體建筑結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)固性。在剪力墻設(shè)計過程中，設(shè)計人員要嚴格遵照標準規(guī)范對配筋進行設(shè)計。為確保配筋設(shè)計的合理性與安全性，應(yīng)當遵循“橫向鋼筋在外，縱向鋼筋在內(nèi)”的基本原則。由于地下結(jié)構(gòu)既要承載上部結(jié)構(gòu)的重力，又要承載土體的壓力。為此，優(yōu)化墻體抗側(cè)壓性能顯得尤為重要。墻體抗側(cè)壓性能設(shè)計原則與配筋設(shè)計原則剛好相反，即遵循“橫向鋼筋在內(nèi)，縱向鋼筋在外”的基本原則，由此，增強墻體的抗側(cè)壓能力。

4.3.2 保證基礎(chǔ)設(shè)計合理性

地基基礎(chǔ)的主要作用是承載建筑結(jié)構(gòu)的重量，維持建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)固性。對于高層建筑及超高層建筑而言，地基基礎(chǔ)設(shè)計的合理性顯得尤為重要。在正式設(shè)計前，設(shè)計人員要全面分析建筑物所在區(qū)域的地理環(huán)境、氣候環(huán)境與自然環(huán)境，全面考慮地下水位變化對地基基礎(chǔ)的影響，維護地基基礎(chǔ)設(shè)計的合理性與安全性。

4.3.3 加強樓板設(shè)計合理性

樓板設(shè)計不僅與整體建筑結(jié)構(gòu)安全性存在緊密關(guān)聯(lián)，與建筑結(jié)構(gòu)使用性能也存在緊密關(guān)聯(lián)。在樓板設(shè)計過程中，設(shè)計人員需充分考慮主次梁的受力情況，并且對受力較大的樓板進行單獨處理。在維持樓板設(shè)計合理性與安全性的基礎(chǔ)上，減少鋼筋用量，壓縮工程造價。

圖2 樓板設(shè)計

4.3.4 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計

主體結(jié)構(gòu)設(shè)計合理性直接關(guān)系到整體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效果。為此，在主體結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員要遵循相應(yīng)原則，選用輕質(zhì)低耗的結(jié)構(gòu)體系，如輕鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、板式輕型建筑等，減輕建筑結(jié)構(gòu)自體重量。且使建筑結(jié)構(gòu)具有一定的可變性，滿足不同的功能需求，降低修整或重建概率，節(jié)約資源與成本。建筑結(jié)構(gòu)可變性為后續(xù)的結(jié)構(gòu)升級改造提供了有利條件。據(jù)相關(guān)調(diào)查研究報告顯示，所有的建筑結(jié)構(gòu)體系都具有一個臨界點。設(shè)計人員必須遵循標準規(guī)范，參照臨界點展開設(shè)計，加強設(shè)計的科學合理性。

4.4 提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力

4.4.1 增強設(shè)計人員的結(jié)構(gòu)抗震意識

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項綜合性、專業(yè)性與復(fù)雜性較強的工作。對于工業(yè)建筑與民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，安全性是不容忽視的參考指標。為此，設(shè)計人員要深化對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性的認知。

建筑企業(yè)應(yīng)加大對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的培訓(xùn)力度。首先，在上崗前，開展安全培訓(xùn)，增強設(shè)計人員的責任意識與安全防范意識。其次，引導(dǎo)設(shè)計人員明確自身的職責權(quán)限，促使其樹立正確的思想觀念，端正動作態(tài)度，全身心的投入到工作中。最后，工業(yè)建筑與民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計對設(shè)計人員的專業(yè)水平提出了更高的標準要求。為此，建筑企業(yè)需定期開展專業(yè)知識講座，培養(yǎng)設(shè)計人員的創(chuàng)新意識，提高設(shè)計人員的專業(yè)能力。

4.4.2 完善墻體剛性條件，增大結(jié)構(gòu)承載力

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員要全面考量影響工業(yè)建筑與民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性的因素，結(jié)合各地區(qū)的實際情況，明確設(shè)定抗震指標。例如，地震發(fā)生頻率較高且地震強度等級較高的地區(qū)，適當提高抗震指標。在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計過程中，設(shè)計人員要深入現(xiàn)場進行地質(zhì)勘察，注重整體結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學合理性。從結(jié)構(gòu)設(shè)計方法層面來說，設(shè)計人員可以選擇剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計法。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計法是一類實用性較強的方法，可以有效改善墻體剛度條件，增強建筑結(jié)構(gòu)抗荷載能力與抗形變能力。

5 結(jié)束語

綜上所述，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，影響結(jié)構(gòu)安全性能的因素是多種多樣的。為此，設(shè)計人員要采取一系列切實可行的處理措施，增強建筑結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)固性，提升整體設(shè)計水平，以此為用戶提供安全的生活空間。而這對于推動建筑行業(yè)的良好發(fā)展，維護社會關(guān)系的穩(wěn)定也具有積極意義。