建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如何提高建筑的安全性

張少馳

【摘要】現(xiàn)階段，我國社會(huì)正在不斷發(fā)展，建筑行業(yè)的規(guī)模也在不斷擴(kuò)展。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，安全性是最重要的考慮因素，必須在確保建筑安全的基礎(chǔ)上完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和科學(xué)性。基于此，本文對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性進(jìn)行簡要闡述，從設(shè)計(jì)理念、勘察結(jié)果、建筑結(jié)構(gòu)抗震能力和耐久性幾方面分析存在的安全問題，并提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)策略，以期為該領(lǐng)域的后續(xù)研究提供參考。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);安全性? ? 【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.36.123

前言：

隨著我國社會(huì)的不斷發(fā)展，建筑行業(yè)的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。但在此過程中，也存在一定的問題，對(duì)建筑安全造成非常嚴(yán)重的影響，其中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理是較為重要的影響因素。部分建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案與建筑實(shí)際情況不符，也沒有遵守工程的安全性規(guī)定，導(dǎo)致建筑在實(shí)際運(yùn)用時(shí)出現(xiàn)安全問題，難以保障人們的生命安全，也造成一定的財(cái)產(chǎn)損失。因此，就需要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采取合理措施提高設(shè)計(jì)的安全性。

1、提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要性

首先，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量能夠滿足高層建筑的結(jié)構(gòu)需要。現(xiàn)階段，城市化的腳步越來越快，為滿足日益增長的人口需要，高層建筑成為主要的建筑類型。在對(duì)高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，想要提升設(shè)計(jì)質(zhì)量就必須嚴(yán)格遵守相關(guān)要求，根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)之前，還需要綜合考慮到各項(xiàng)設(shè)計(jì)因素，以高層建筑結(jié)構(gòu)需要為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，確保設(shè)計(jì)能夠滿足高層建筑的結(jié)構(gòu)需要。其次，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量能夠滿足高層建筑的安全需要。不僅僅是高層建筑，所有建筑物的設(shè)計(jì)都需要保證安全。在建筑層數(shù)不斷增高的背景之下，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量能夠充分落實(shí)安全性指標(biāo)，滿足建筑的安全需要。最后，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量能夠滿足高層建筑使用性能的發(fā)揮。建筑的運(yùn)行目的是為了滿足人們的需要，必須要具備一定的實(shí)用性和功能性。提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量能夠?qū)ㄖ?nèi)部進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)，使建筑內(nèi)部空間效果最大化，充分發(fā)揮建筑的使用性能，提高人們的體驗(yàn)感。

2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的安全性問題

2.1 設(shè)計(jì)理念不正確

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，安全性一直都是重點(diǎn)考慮的因素，我國發(fā)改委也曾明確指出安全的重要性。在經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展之下，建筑的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，設(shè)計(jì)人員的理念也開始發(fā)生轉(zhuǎn)變。為了更快地完成設(shè)計(jì)，獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益，大部分設(shè)計(jì)人員都減少對(duì)安全的關(guān)注，轉(zhuǎn)向提升設(shè)計(jì)速度和數(shù)量。在這樣的情況下，設(shè)計(jì)人員受自身理念轉(zhuǎn)變的影響，就不再重視設(shè)計(jì)質(zhì)量，忽視安全的重要性，或只在表面上進(jìn)行敷衍了事，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，在后續(xù)施工甚至是投入運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生問題，引起安全事故，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此，設(shè)計(jì)人員必須始終堅(jiān)持安全設(shè)計(jì)的原則，轉(zhuǎn)變自身的設(shè)計(jì)理念，滿足建筑的安全性需求。

2.2 勘察結(jié)果不準(zhǔn)確

在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)建筑區(qū)域內(nèi)進(jìn)行實(shí)地勘察，查看區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)條件等相關(guān)信息，在此基礎(chǔ)上完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。但是在實(shí)際工作的過程中，勘察結(jié)果往往會(huì)受到多種因素的影響而降低準(zhǔn)確性。設(shè)計(jì)人員在勘查過程中，沒有對(duì)當(dāng)?shù)厍闆r進(jìn)行事先了解，所掌握的資料較為陳舊，無法準(zhǔn)確反映目標(biāo)區(qū)域的實(shí)際情況。此外，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行地質(zhì)勘察時(shí)，缺乏對(duì)先進(jìn)儀器設(shè)備的有效運(yùn)用，導(dǎo)致所獲取的數(shù)值結(jié)果不具備真實(shí)性和準(zhǔn)確性，難以為后續(xù)工作提供充足的參考。在這樣的情況下，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量會(huì)受到阻礙，安全性也會(huì)大大降低。

2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏抗震能力

我國疆域遼闊，有多個(gè)地震帶貫穿于其中，涵蓋多個(gè)省份。因此在我國的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，建筑結(jié)構(gòu)的抗震性是重要的考慮因素，也是確保建筑安全的重要保障。近幾年，隨著地殼活動(dòng)的加劇，地震災(zāi)害出現(xiàn)的頻率逐漸提高，給人們的生活帶來極大的安全隱患。在這樣的情況下，建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力備受重視。然而在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員雖然了解地震的危害程度，卻并沒有將抗震理念充分引入設(shè)計(jì)工作中，部分設(shè)計(jì)人員抱有僥幸心理，只是注重設(shè)計(jì)的數(shù)量和速度，這不僅違反建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)，還對(duì)建筑安全造成極大的威脅。即使只是小規(guī)模的地震災(zāi)害，也會(huì)造成建筑物倒塌等情況。

2.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏耐久性

通常情況下，建筑的使用年限較長，在50年到70年之間，根據(jù)建筑的材料、用途等有具體的年限要求。大多數(shù)建筑都處于露天環(huán)境之中，會(huì)受到氣候、溫度等因素的影響產(chǎn)生一定變化或受到腐蝕。建筑結(jié)構(gòu)的耐久性越強(qiáng)，安全性就越強(qiáng)，如果在設(shè)計(jì)過程中，沒有對(duì)建筑耐久性進(jìn)行考量的話，就會(huì)使得建筑使用年限大大縮短，降低建筑結(jié)構(gòu)的耐久性，久而久之對(duì)安全造成影響。例如，如果建筑結(jié)構(gòu)采用鋼筋材料完成建設(shè)，就需要對(duì)鋼筋材料進(jìn)行養(yǎng)護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)。在缺乏養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)的情況下，建筑在使用過程中，鋼筋表面結(jié)構(gòu)會(huì)被碳化現(xiàn)象所影響，使得鋼筋的強(qiáng)度降低，出現(xiàn)腐蝕情況。長此以往，混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)就會(huì)開裂，甚至保護(hù)層脫落，對(duì)建筑安全造成影響。

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

3.1 提升設(shè)計(jì)人員的專業(yè)技能

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作本身較為特殊，具有相應(yīng)的復(fù)雜性，同時(shí)還要求根據(jù)社會(huì)發(fā)展需要進(jìn)行適時(shí)創(chuàng)新，以滿足時(shí)代的要求。在這樣的情況下，就需要提升設(shè)計(jì)人員的專業(yè)技能水平，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供人才保障。第一，相關(guān)單位需要為設(shè)計(jì)人員提供學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，定期組織設(shè)計(jì)人員參加學(xué)習(xí)培訓(xùn)交流會(huì)，邀請(qǐng)行業(yè)中較有經(jīng)驗(yàn)的專家前來，指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員完成工作，在不斷地學(xué)習(xí)之中提升設(shè)計(jì)人員的專業(yè)技能。第二，相關(guān)單位要做好安全設(shè)計(jì)的宣傳工作，使設(shè)計(jì)人員能夠樹立起安全設(shè)計(jì)的理念，避免急功近利等情況，確保每一項(xiàng)設(shè)計(jì)都能夠滿足建筑的安全性要求。第三，設(shè)計(jì)人員自身要秉持不斷進(jìn)取的精神，不斷學(xué)習(xí)，吸取他人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)自身設(shè)計(jì)工作中出現(xiàn)的問題進(jìn)行解決，提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，并充分重視安全因素。

3.2 優(yōu)化框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，需要根據(jù)建筑物的用途進(jìn)行考量，使設(shè)計(jì)能夠滿足建筑的實(shí)際功能需要。例如，如果是教學(xué)樓的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員一方面需要保證建筑的堅(jiān)固性和抗震性，另一方面還需要考慮到教學(xué)樓的框架結(jié)構(gòu)，細(xì)化教室、辦公區(qū)、醫(yī)務(wù)室、衛(wèi)生間等各個(gè)功能區(qū)域的布局設(shè)計(jì)，在確保建筑結(jié)構(gòu)本身安全性的基礎(chǔ)上，滿足建筑的功能需要。除此之外，還需要考慮到各個(gè)功能區(qū)域的參數(shù)設(shè)計(jì)，如在設(shè)計(jì)教室時(shí)，需要確保教室的面積能夠滿足學(xué)生和教師的正常教學(xué)要求，給予充分的空間。

3.3 強(qiáng)化抗震設(shè)計(jì)

我國領(lǐng)土區(qū)域內(nèi)有大量地震帶，抗震性設(shè)計(jì)必須納入建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的范圍之內(nèi)。首先，設(shè)計(jì)人員要重視抗震設(shè)計(jì)的重要性，將抗震理念融入到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，采用如圍護(hù)墻、天窗架等結(jié)構(gòu)，計(jì)算好建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用的抗震系數(shù)，確保建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力能夠得到有效提升。其次，相關(guān)單位需要針對(duì)抗震設(shè)計(jì)帶領(lǐng)設(shè)計(jì)人員開展培訓(xùn)工作，使設(shè)計(jì)人員能夠加深對(duì)抗震知識(shí)的了解，并明確行業(yè)內(nèi)對(duì)抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。再次，建筑設(shè)計(jì)單位需要不斷引進(jìn)新技術(shù)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性進(jìn)行設(shè)計(jì)。如采用GIS等技術(shù)對(duì)建筑區(qū)域的地質(zhì)情況進(jìn)行分析，確保該區(qū)域內(nèi)建筑的抗震系數(shù)能夠滿足抗震需要。最后，在設(shè)計(jì)完成之后，設(shè)計(jì)人員還需要建立虛擬3D模型，仿真模擬不同地震級(jí)數(shù)情況下的建筑結(jié)構(gòu)情況，確保抗震設(shè)計(jì)能夠發(fā)揮作用。

3.4 提升建筑結(jié)構(gòu)的耐久性

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，對(duì)于耐久性的設(shè)計(jì)也同樣重要，耐久性越高，安全性也就越高。設(shè)計(jì)人員要重視建筑耐久性的重要程度，合理確定設(shè)計(jì)步驟，提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性。就目前情況而言，我國大多數(shù)都會(huì)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為主要的建筑結(jié)構(gòu)，因此，若對(duì)該種結(jié)構(gòu)的耐久性進(jìn)行提升，就需要從以下幾方面入手：第一，設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)耐久性進(jìn)行提升時(shí)，需要嚴(yán)格遵守相關(guān)的規(guī)定要求，并重視對(duì)于建筑后期的養(yǎng)護(hù)性要求，合理提升建筑結(jié)構(gòu)的耐久性。在確定建筑結(jié)構(gòu)保護(hù)層厚度時(shí)，需要考慮到該建筑的實(shí)際用途和情況，減緩碳化的速度。與此同時(shí)，還需要考慮到其與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性，減少外部因素對(duì)建筑耐久性造成的不良影響。第二，針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)混凝土進(jìn)行科學(xué)配比，采用合理的測算方式進(jìn)行測算，如果出現(xiàn)問題要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，確保水泥、砂石等原料的比例合適。第三，設(shè)計(jì)人員還需要考慮到混凝土結(jié)構(gòu)所采用的原料，要對(duì)原料的相關(guān)信息進(jìn)行把握，并檢測好原料的質(zhì)量，確保原料符合工程標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)每個(gè)區(qū)域和結(jié)構(gòu)中所需的混凝土數(shù)量進(jìn)行明確。第四，設(shè)計(jì)人員還需要確保周邊環(huán)境中沒有腐蝕性氣體，避免對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的性能造成影響，確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性。

3.5 合理設(shè)計(jì)地基

在建筑結(jié)構(gòu)之中，地基是非常關(guān)鍵的部分，也是建筑施工的重要保障。如果沒有對(duì)地基進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，就會(huì)引起如沉降等問題，難以保證建筑結(jié)構(gòu)的安全。因此，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，必須提高地基設(shè)計(jì)的合理性。首先，設(shè)計(jì)人員需要掌握區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況，利用探測儀來檢測地底土壤和水流分布情況，充分掌握施工現(xiàn)場的每一項(xiàng)信息并做好記錄，確保施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件能夠滿足地基建設(shè)的要求。其次，為有效提高建筑地基的穩(wěn)定性和堅(jiān)固性，可以采用天然地基、防水板以及錨桿組合的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，提高地基的承載能力。最后，如果建筑本身包含地下室區(qū)域，需要針對(duì)地下室區(qū)域地基進(jìn)行重點(diǎn)加強(qiáng)，避免因地基問題造成地下室下陷，進(jìn)而造成建筑整體的平穩(wěn)性被破壞。

結(jié)論：

通過文章的分析和研究可以得知，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，安全性是最重要的考慮因素，必須在確保建筑安全的基礎(chǔ)上完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和科學(xué)性?；诖?，本文提出幾點(diǎn)建議：提升設(shè)計(jì)人員的專業(yè)技能、優(yōu)化框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)化抗震設(shè)計(jì)、提升建筑結(jié)構(gòu)的耐久性和合理設(shè)計(jì)地基，對(duì)于提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性具有重要作用。

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