建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高建筑安全性探討

王攀銘

（杭州九米建筑設(shè)計(jì)有限公司，浙江 杭州 310000）

一、建筑安全性設(shè)計(jì)原則

（一）設(shè)計(jì)整體協(xié)調(diào)性原則

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要把項(xiàng)目作為一個(gè)設(shè)計(jì)整體進(jìn)行全盤的考量，而不是追求某個(gè)片面設(shè)計(jì)或效益的突出。不能只注重創(chuàng)新而忽視了建筑性能，或是過(guò)分注重追求效益而忽視建筑質(zhì)量。在考慮構(gòu)建受力、荷載符合標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)、精確的同時(shí)保障建筑的最優(yōu)質(zhì)量，既要保障建筑的常規(guī)狀態(tài)下的安全性，也要考慮突發(fā)狀態(tài)下的安全性。

（二）安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保原則

優(yōu)化建筑安全性的首要原則是安全，安全是建筑工程落實(shí)的基本，不僅在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中保障安全性，也必須在施工過(guò)程中增強(qiáng)安全意識(shí)，增加安全防護(hù)。建筑的安全優(yōu)化一定是實(shí)用的，實(shí)用體現(xiàn)在優(yōu)化保障了建筑美觀、堅(jiān)固、安全。根據(jù)現(xiàn)實(shí)成本要求，優(yōu)化安全性設(shè)計(jì)也需要考慮經(jīng)濟(jì)性，但是基于確保建筑安全實(shí)用的情況下，結(jié)合實(shí)際兼顧質(zhì)量和整體效益。環(huán)保也是優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)的切入點(diǎn)，減少?gòu)U料及污染，利用可再生能源，使用新型環(huán)保的材料或新型安全性能優(yōu)秀的建材來(lái)優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。

二、建筑結(jié)構(gòu)安全性的影響因素

（一）缺乏安全意識(shí)

建筑施工企業(yè)安全意識(shí)的缺失將直接影響建筑結(jié)構(gòu)的安全。雖然我國(guó)已經(jīng)出臺(tái)了一些有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全的制度，但一些企業(yè)在工程建設(shè)中仍然遵循效益第一的原則，只注重經(jīng)濟(jì)效益，沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)制度和規(guī)范。此外，還存在擅自改造建筑結(jié)構(gòu)、以次充好的情況，這在一定程度上也是一個(gè)問(wèn)題，加劇了建筑結(jié)構(gòu)的安全風(fēng)險(xiǎn)。另外，設(shè)計(jì)師還沒(méi)有建立起強(qiáng)烈的安全意識(shí)，在進(jìn)行建筑物主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，沒(méi)有充分考慮相關(guān)問(wèn)題，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定不能滿足規(guī)范要求。

（二）建筑結(jié)構(gòu)布局不合理

一方面要深入考慮建筑的功能要求，另一方面要在滿足經(jīng)濟(jì)性原則的基礎(chǔ)上滿足建筑安全設(shè)計(jì)的要求。這樣，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作就成為這一階段的重點(diǎn)。設(shè)計(jì)人員應(yīng)注重結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)模式、結(jié)構(gòu)的平面和豎向布置、建筑的美觀和傳力路徑的合理性。但許多單位沒(méi)有把上述問(wèn)題作為工程設(shè)計(jì)和施工的重點(diǎn)內(nèi)容，造成工程結(jié)構(gòu)布局不合理等問(wèn)題，導(dǎo)致不同形式的安全事故。

（三）建筑結(jié)構(gòu)抗震能力不足

地震會(huì)產(chǎn)生許多不可逆轉(zhuǎn)的危害，在建筑物主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，通常由于工程設(shè)計(jì)人員職業(yè)素養(yǎng)不足及缺少應(yīng)變能力，忽視了高層建筑主體結(jié)構(gòu)抗震的科學(xué)設(shè)計(jì)。或者，相關(guān)工程技術(shù)人員在進(jìn)行高層建筑物主體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)校核的過(guò)程中，因?yàn)橛?jì)算過(guò)程中的錯(cuò)誤減少抗震設(shè)計(jì)的科學(xué)性。假如發(fā)生地震，高層建筑物抗震設(shè)計(jì)無(wú)法符合建筑結(jié)構(gòu)的抗震規(guī)定，就有可能出現(xiàn)嚴(yán)重的損壞，導(dǎo)致嚴(yán)重的人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中維護(hù)建筑安全性的有效措施

（一）增強(qiáng)安全意識(shí)

施工企業(yè)和設(shè)計(jì)人員需要不斷增強(qiáng)安全意識(shí)。首先，施工企業(yè)要正確認(rèn)識(shí)施工安全的重要意義。比如建筑安全存在明顯問(wèn)題，將直接影響企業(yè)形象和聲譽(yù)。因此，我們必須高度重視設(shè)計(jì)工作。在設(shè)計(jì)工作中，我們可以選派專業(yè)素質(zhì)過(guò)硬、工作經(jīng)驗(yàn)豐富的人員來(lái)完成工程計(jì)算工作，使計(jì)算工作既能滿足國(guó)家規(guī)定的要求，又能滿足工程的實(shí)際情況，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)及合理性，為建筑結(jié)構(gòu)的整體安全護(hù)航。

（二）優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)整體

在建筑物的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)化建筑物的安全性必須做整體考量。地基是建筑安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。地基結(jié)構(gòu)的好壞不僅影響造價(jià)和工程進(jìn)度，更直接關(guān)系到建筑整體結(jié)構(gòu)好壞，地基安全性不好，會(huì)引起無(wú)法估量的嚴(yán)重后果和損失。地基在建筑物荷載作用下的容許承載力必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)不同的建筑荷載大小、地質(zhì)情況空間分布、水文及災(zāi)害的情況來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)，增加建筑總體的穩(wěn)定性、安全性。

建筑上部結(jié)構(gòu)是滿足建筑使用人員、財(cái)產(chǎn)安置、功能使用的重要部分，是整個(gè)建筑中的關(guān)鍵部分。對(duì)建筑上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化可做多重考慮。優(yōu)化前期概念設(shè)計(jì)，前期設(shè)計(jì)起著先導(dǎo)作用，針對(duì)細(xì)部進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)過(guò)完整的、全盤的概念設(shè)計(jì)，為之后的計(jì)算、造價(jià)、建造等環(huán)節(jié)打下良好的基礎(chǔ)。優(yōu)化設(shè)計(jì)概念與建筑建造之間的融合，根據(jù)實(shí)際情況因地制宜針對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行靈活的設(shè)計(jì)，讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)落地能真正實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)本身的強(qiáng)度與承受性能，增強(qiáng)準(zhǔn)確性，一定程度上提高建筑的質(zhì)量與安全性。

（三）維持結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性

1.配筋

配筋是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，好的配筋方式能在保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的情況下帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)效益。以下將簡(jiǎn)單說(shuō)明合理科學(xué)的配筋在優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和保障建筑安全性中的作用。通常情況下，科學(xué)配筋應(yīng)該在外部配置橫向水平鋼筋，內(nèi)部配置縱向鋼筋（見(jiàn)圖1）。合理科學(xué)配筋會(huì)在外部配置縱向鋼筋，內(nèi)部配置橫向鋼筋，進(jìn)而提高墻體的剛度。

圖1 某工程地下室擋土墻配筋大樣

2.基礎(chǔ)地基

在建筑物的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)化建筑物的安全性必須做整體考量。地基是建筑安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。地基結(jié)構(gòu)的好壞不僅影響造價(jià)和工程進(jìn)度，更直接關(guān)系到建筑整體結(jié)構(gòu)好壞，地基安全性不好，會(huì)引起無(wú)法估量的嚴(yán)重后果和損失。地基在建筑物荷載作用下的容許承載力必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)不同的建筑荷載大小、地質(zhì)情況空間分布、水文及災(zāi)害的情況來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)，增加建筑總體的穩(wěn)定性、安全性。

3.樓板

樓板設(shè)計(jì)中，應(yīng)深度考慮主次梁的受力情況，單獨(dú)處理受力較大的部分，這一方面可確保其具有良好的受力性能，另一方面也可減少鋼筋使用量，從而降低工程投資（見(jiàn)圖2）。

圖2 某鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.結(jié)構(gòu)優(yōu)化

主體結(jié)構(gòu)是滿足建筑使用人員、財(cái)產(chǎn)安置、功能使用的重要部分，是整個(gè)建筑中的關(guān)鍵部分。對(duì)建筑上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化可做多重考慮。優(yōu)化前期概念設(shè)計(jì)，前期設(shè)計(jì)起著先導(dǎo)作用，針對(duì)細(xì)部進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)過(guò)完整的、全盤的概念設(shè)計(jì)，為之后的計(jì)算、造價(jià)、建造等環(huán)節(jié)打下良好的基礎(chǔ)。優(yōu)化設(shè)計(jì)概念與建筑建造之間的融合，根據(jù)實(shí)際情況因地制宜針對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行靈活的設(shè)計(jì)，讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)落地能真正實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)本身的強(qiáng)度與承受性能，增強(qiáng)準(zhǔn)確性，一定程度上提高建筑的質(zhì)量與安全性。

（四）加大審查力度

在工程審查過(guò)程中，相關(guān)人員要做好配合工作，增強(qiáng)設(shè)計(jì)圖紙的可靠性和準(zhǔn)確性。與此同時(shí)，還必需做好材料審查工作，以便更好地滿足設(shè)計(jì)要求，維護(hù)結(jié)構(gòu)的整體安全。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，建筑的安全性是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部分。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)項(xiàng)目實(shí)際要求發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，堅(jiān)持設(shè)計(jì)原則，從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體入手進(jìn)行優(yōu)化分析，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)框架、結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)、抗震等級(jí)做針對(duì)性考量。利用先進(jìn)的現(xiàn)代信息學(xué)手段對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行研究、分析、評(píng)估。全方位、立體、精確的優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑安全性問(wèn)題，為建筑設(shè)計(jì)提供保障。