淺析工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的安全性

摘? 要：工業(yè)和民用建筑設(shè)計必須具備足夠的安全性，基于此本文對結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性進行研究。首先分析安全性設(shè)計意義，然后研究當前設(shè)計中普遍存在的問題，最后分析如何提高設(shè)計水平，以此保證工業(yè)與民用建筑的安全性。

關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑;民用建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;安全性設(shè)計;要點

中圖分類號：TU318? ?文獻標識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2020）02-0000-00

0 引言

在工業(yè)和民用建筑的使用中，安全是最基礎(chǔ)的要素，工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)的安全性對于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計來說至關(guān)重要，安全性能的高低對于國家財產(chǎn)以及人民的自身安全具有重要影響，所以，在工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，必須要以安全性能為前提，然后再進行其他性能設(shè)計。本文主要對工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的安全隱患進行詳細研究，并且為提高建筑的安全性提出幾點建議。

1 工業(yè)建筑和民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性意義

1.1 提高工業(yè)和民用建筑結(jié)構(gòu)安全性的意義

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項十分復(fù)雜的工作，無論是工業(yè)建筑還是民用建筑都是如此，結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性需要考慮施工和使用兩個階段，安全性就是在保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計科學(xué)性和合理性的前提下，也能保證結(jié)構(gòu)具有足夠的安全性，保證建筑從施工期到后續(xù)使用中，都符合預(yù)期功能要求，保證結(jié)構(gòu)在承受正常施工和正常使用時對可能出現(xiàn)的各種荷載、外加變形等作用及在偶然事件發(fā)生時或發(fā)生后仍能保持必要的穩(wěn)定性，不致倒塌。同時，還需要考慮建筑在適用性和耐久性方面的要求，保證建筑物的功能可以被最大程度的使用。

從另一方面講，當前我國正處于建筑體制改革的關(guān)鍵期，在這一時期國家和建筑企業(yè)為了實現(xiàn)更快的轉(zhuǎn)型發(fā)展，在人力與財力方面加大投入，建筑工程項目質(zhì)量大大提升。然而隨著物質(zhì)生活水平的不斷提升，人們對住房、辦公的需求也在不斷提高，對安全及舒適度的要求也在不斷提升。這就促使工業(yè)建筑和民用建筑在工程設(shè)計時更加地重視安全性問題，而安全儲備在建筑工程中的成本消耗占比并不大，卻能夠有效地使建筑的穩(wěn)定性與安全性顯著提升。所以說，居民對用房的建筑安全問題越來越重視。而從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與居住的長久性上考慮，在建筑施工過程中應(yīng)用高質(zhì)量的施工材料，提升建筑的安全儲備能力，對提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，延長建筑結(jié)構(gòu)的使用時間，確保設(shè)計的安全性等具有重要意義，這也是造福利民的大好事。安全無論是在何種工程項目中都是核心，只有保證了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全，才能夠保證施工的安全，才能夠保證施工人員、居住人員的安全，所以需要將安全性貫穿到任何建筑形式的結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工過程中。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性和工業(yè)建筑、民用建筑的關(guān)系

工業(yè)和民用建筑的結(jié)構(gòu)安全性和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計密切相關(guān)，因為建筑會受到自然災(zāi)害、人為過失等的影響，這會對建筑造成嚴重破壞，能否保證建筑物內(nèi)部的人員安全，和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平、綜合水平關(guān)系密切。例如一些建筑在受到輕微地震后就會出現(xiàn)墻體結(jié)構(gòu)變形、破裂的影響，導(dǎo)致建筑物的質(zhì)量降低，這說明建筑物的安全性存在問題。為了提高工業(yè)建筑和民用建筑的安全性，就該對建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法進行充分的論證，保證建筑物的各項指標都能夠符合要求，減少施工中和未來使用中存在的安全隱患。

1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性

工業(yè)與民用建筑雖然在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計上有一定差異，但是他們對安全性與經(jīng)濟性的需求是一致的。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性是建筑施工中又一項重要內(nèi)容，也是建筑工程項目可以順利進行的基礎(chǔ)和前提，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性也是保證安全施工的前提條件。在工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當中，保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性與施工質(zhì)量，才能夠保證建筑工程可以獲取相應(yīng)的經(jīng)濟效益，才能夠促使建筑工程項目最大效益的實現(xiàn)。與此同時，國家大力發(fā)展建筑行業(yè)，支持建筑工程施工，主要目的也是要推動社會經(jīng)濟的發(fā)展，所以工業(yè)與民用建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性與經(jīng)濟性密切相關(guān)，互相作用。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的安全問題

2.1設(shè)計人員缺乏足夠的安全意識

由于工業(yè)與民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項長期、復(fù)雜的工作，首先不僅需要設(shè)計人員具備認真、嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，也需要有豐富扎實的理論知識基礎(chǔ)。在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員要在深刻理解相關(guān)規(guī)范的前提下，嚴格要求自己，保證所進行的設(shè)計都非常準確。其次，設(shè)計人員還需要在空閑的時候?qū)ψ约旱脑O(shè)計進行定期的反思和總結(jié)，為以后的工作積累經(jīng)驗。最后，設(shè)計人員還應(yīng)意識到建筑設(shè)施抗震性能的重要性，進行設(shè)計思想的及時轉(zhuǎn)換。如果具備相應(yīng)條件，應(yīng)到地震現(xiàn)場了解相應(yīng)情況，認識到地震的危害形式與破壞方式，為以后的設(shè)計工作打下基礎(chǔ)。提高建筑結(jié)構(gòu)的耐久性與安全性，會對社會產(chǎn)生非常積極的影響，作為設(shè)計人員必須認真對待這個問題。當前建筑施工的水平、建筑設(shè)計的水平與社會總體經(jīng)濟的發(fā)展狀況都會影響到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性。一些建筑設(shè)計甚至為了功能性而對安全性做出了很大的妥協(xié)，但是在安全性不符合要求的情況下，功能性就同樣很難發(fā)揮出來，因此設(shè)計人員必須協(xié)調(diào)好建筑功能性設(shè)計與安全性之間的關(guān)系。

2.2 未結(jié)合抗震要求開展設(shè)計

在對建筑物的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，抗震設(shè)計是不能避開的環(huán)節(jié)。要針對不同地區(qū)的地質(zhì)特點和國家對于建筑抗震設(shè)計的要求來開展抗震設(shè)計。雖然我國多數(shù)領(lǐng)土并不處于地震帶，但是任何建筑如果遭遇地震都會對結(jié)構(gòu)造成影響，一些震級較高的地震也會造成建筑物的倒塌。所以，必須在設(shè)計的時候充分考慮抗震設(shè)計的要求，保證建筑的安全性，根據(jù)各地區(qū)抗震等級的不同，作出相應(yīng)的抗震設(shè)計及采取相應(yīng)的抗震措施。

2.3工程勘察工作不完善

工業(yè)和民用建筑需要結(jié)合當?shù)氐牡刭|(zhì)情況才能保證建筑的安全性，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候需要充分考慮工程選址的地質(zhì)情況等多方面特征，為工程建設(shè)建立良好基礎(chǔ)，保證建筑結(jié)構(gòu)能夠符合要求，避免出現(xiàn)安全性問題。一些工業(yè)建筑和民用建筑在施工之前，并沒有對當?shù)氐牡刭|(zhì)情況做充分的勘察，導(dǎo)致不熟悉當?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境，例如不了解地下水的分布情況、對當?shù)氐牡卣鹆叶纫踩鄙贉蚀_掌握，這會影響設(shè)計中的決策，比如造成建筑物地基不穩(wěn)定，或者建筑不符合抗震要求等問題。一旦出現(xiàn)地基失穩(wěn)，建設(shè)工程整體結(jié)構(gòu)的破壞是工程致命性、毀滅性的重大質(zhì)量事故，其不僅造成經(jīng)濟上的巨大損失，而且直接危及人們的生命和財產(chǎn)安全，所以必須要對工程勘察工作提高重視。

2.4 施工環(huán)節(jié)存在偷工減料的問題

建筑物的整體安全性和材料息息相關(guān)，需要選擇合適的材料保證建筑的施工工藝，提升結(jié)構(gòu)的性能，保證整體安全性。很多工程承包商為了利潤，會選擇價格便宜的材料以次充好，或者更改設(shè)計導(dǎo)致建筑物的結(jié)構(gòu)存在偷工減料的情況，從而對建筑結(jié)構(gòu)的安全性造成嚴重威脅，由于存在復(fù)雜的利益關(guān)系，導(dǎo)致對安全性的治理困難比較大。

3 提升工業(yè)建筑和民用建筑結(jié)構(gòu)安全性的方法

3.1提高設(shè)計人員的安全意識

設(shè)計人員在進行工業(yè)和民用建筑設(shè)計時要具備較高的安全意識，才能在設(shè)計的時候充分貫徹安全性設(shè)計，確保結(jié)構(gòu)的安全。為此，設(shè)計人員需要通過學(xué)習(xí)更加全面的專業(yè)知識，提高自身的理論水平，并且對經(jīng)典的設(shè)計案例進行學(xué)習(xí)，提高自身的設(shè)計水平和專業(yè)能力，這樣才能夠保證設(shè)計人員的技術(shù)足夠扎實，最終達到提高安全意識的目的。在進行項目規(guī)劃的時候，必須要以安全性為先導(dǎo)，從安全性角度出發(fā)開展設(shè)計工作，在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性的情況下開展功能設(shè)計，避免因為功能設(shè)計導(dǎo)致安全設(shè)計水平不足的問題。設(shè)計人員之間也要加強交流，提高自身的專業(yè)知識，吸取其他人的設(shè)計經(jīng)驗，提高設(shè)計水平，保證工業(yè)與民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性。

3.2做好前期的勘察工作

在工業(yè)與民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對現(xiàn)場情況的勘察極為關(guān)鍵，設(shè)計人員需要立足于勘察結(jié)果來進行設(shè)計，所以必須要在設(shè)計之前，對現(xiàn)場進行有效勘察?？辈旃ぷ餍枰浞盅芯慨?shù)氐牡刭|(zhì)情況，分析氣候等因素的影響，研究自然環(huán)境和水文條件的情況。科學(xué)地進行現(xiàn)場測量點的布置，保證鉆孔深度等等，這樣才能獲得準確的勘察結(jié)果，才能保證整個項目選址的正確性和合理性，才能夠保證建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性。

3.3合理選擇建筑的結(jié)構(gòu)類型

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)力和變形的變化比較復(fù)雜，所以一般難以做到精確控制。鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力比一般控制在0.85～0.95。應(yīng)力比其實就是“安全系數(shù)”的概念，既然是“安全系數(shù)”的概念，當然越接近1，安全余量就越少。為追求經(jīng)濟性，有人把設(shè)計的應(yīng)力比用到0.99甚至超過1.0。一般的，控制在0.85～0.95。最大可到0.97，一般不超過1。在保證經(jīng)濟性的同時保證安全性。為了保證建筑物的安全性，還需要在防火、防腐蝕的方面加強設(shè)計工作，滿足功能要求?；炷两Y(jié)構(gòu)相對于鋼結(jié)構(gòu)來說應(yīng)用更普遍，應(yīng)用領(lǐng)域更廣泛，但是使用鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于施工速度更快，成本控制也相對容易，設(shè)計時也要結(jié)合投資和工期要求，選擇合適的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，保證建筑物的安全性。

3.4提高設(shè)計工作的規(guī)范性

工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性備受關(guān)注，由于建筑和生產(chǎn)、生活關(guān)系密切，為了保證安全性等質(zhì)量問題，必須要建立明確的設(shè)計規(guī)范，保證設(shè)計效果。國家目前已經(jīng)出臺了工業(yè)和民用建筑結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計規(guī)范，設(shè)計人員需要充分了解這些規(guī)范，并且在設(shè)計中貫徹相關(guān)要求。在對設(shè)計進行審核時，也要研究是否存在不合規(guī)的情況，制定解決方案，對設(shè)計進行改良，防止建筑物的安全性不足。

3.5重視抗震設(shè)計

在工業(yè)建筑與民用建筑項目的開發(fā)設(shè)計階段，應(yīng)重視抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計并將其放在一個十分重要的位置，從建筑結(jié)構(gòu)入手，逐步探究抗震設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，只有在災(zāi)害沒有發(fā)生之前做好防控工作，才能減少在災(zāi)害發(fā)生時造成的損失，提升建筑物自身的抗震性能，保證工程建設(shè)的施工質(zhì)量與建設(shè)速度。

對于結(jié)構(gòu)工程師和建筑師來說，對需要進行抗震設(shè)計的建筑物，宜采用簡單、規(guī)則、均勻、對稱的結(jié)構(gòu)形式。建筑外形變化均勻，避免過大的內(nèi)收和外挑。建筑高度滿足房屋高寬比的要求，避免造成過大側(cè)移最后產(chǎn)生傾覆。

3.6進行科學(xué)的空間設(shè)計

空間設(shè)計對于工業(yè)建筑而言十分重要，因為工業(yè)建筑需要考慮生產(chǎn)流程需求，所以在進行空間設(shè)計的時候需要參考工業(yè)建筑內(nèi)部的生產(chǎn)線、管道配置等方面情況。然后進行合理的區(qū)域劃分工作，保證科學(xué)性。同時也需要在進行空間設(shè)計過程中綜合考慮安全性需求，保證工業(yè)建筑的安全性，比如如何通過合理的空間設(shè)計避免具有毒性的氣體外溢等，通過合理的設(shè)計保證生產(chǎn)效率和安全性。

3.7嚴格開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全管理工作

工業(yè)和民用建筑結(jié)構(gòu)的安全性設(shè)計工作的開展，必須要有高質(zhì)量的設(shè)計團隊做支撐，這也才能夠保證設(shè)計的科學(xué)性，而且還要有嚴格的安全管理工作條例，進行監(jiān)督與監(jiān)管，以保證最終的設(shè)計結(jié)果符合建筑要求。在設(shè)計團隊的選擇上，根據(jù)工業(yè)和民用建筑結(jié)構(gòu)各自的特點，科學(xué)選擇，但必須要保證團隊成員資歷深，經(jīng)驗足，這樣他們在開展設(shè)計工作中才能夠?qū)⒏黜楋L(fēng)險考慮到位，設(shè)計出的建筑結(jié)構(gòu)相對來說更加安全與可靠。另外，在選擇專門的結(jié)構(gòu)設(shè)計單位時，要對其資質(zhì)水平，管理水平，行業(yè)影響力等多方面因素進行綜合考量，這樣才能夠更好地發(fā)揮設(shè)計團隊在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的專業(yè)優(yōu)勢和經(jīng)驗優(yōu)勢，設(shè)計出來的工程結(jié)構(gòu)才能夠更加符合業(yè)主要求，結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性才能夠更讓人放心。

4 結(jié)語

工業(yè)和民用建筑結(jié)構(gòu)的安全性設(shè)計對于建筑而言十分重要，但是目前在設(shè)計過程中還存在一定的問題，為了保證設(shè)計效果，首先需要設(shè)計人員提升安全意識，然后加強對現(xiàn)場的勘察工作，從而進行科學(xué)設(shè)計。設(shè)計過程中，要全面考慮建筑物的功能需求和安全需求，保證安全性和建筑功能性的協(xié)調(diào)。

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收稿日期：2020-01-01

作者簡介：秦海燕（1977—），女，貴州貴陽人，本科，高級工程師，從事結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。