試論在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中如何提高建筑的安全性

段鵬

摘要：建筑行業(yè)發(fā)展至今，其建設(shè)技術(shù)和建設(shè)規(guī)模已經(jīng)遙遙領(lǐng)先其他發(fā)展中國家，推動我國其它行業(yè)的不斷進步。近年來關(guān)于建筑事故的案例和報道屢見不鮮，許多企業(yè)和相關(guān)從業(yè)者盲目減少建設(shè)成本，或者設(shè)計方案華而不實，沒有滿足正常的安全性指標要求，導(dǎo)致了相應(yīng)的事故發(fā)生，造成了嚴重的經(jīng)濟損失，也給居民和日常使用者造成了生命和財產(chǎn)威脅。目前我國經(jīng)濟形勢良好，建筑數(shù)量也逐步增加，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)提高相應(yīng)的安全性標準，減少乃至杜絕類似事件的發(fā)生。此外，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，還要將偶然沖擊力作為必要的考慮，使得建筑在極端天氣或者地質(zhì)災(zāi)害情況下（諸如洪水、山體滑坡、泥石流、地震等）還能保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使建筑不出現(xiàn)明顯的裂縫和結(jié)構(gòu)性垮塌，保障人民群眾的生命和財產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;安全性

引言

隨著我國整體經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，人們生活水平的提高，對于建筑質(zhì)量和建筑結(jié)構(gòu)有了更加高的要求。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是現(xiàn)代建筑工程的核心內(nèi)容，是強化提升建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造性與安全性的關(guān)鍵基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。當(dāng)前形勢下，有必要精準把握建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體性與目標性，綜合運用建筑結(jié)構(gòu)安全設(shè)計的各項基本原則，創(chuàng)新建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計模式，為提升建筑結(jié)構(gòu)安全性奠定基礎(chǔ)。

1建筑設(shè)計的基本安全準則

1.建筑結(jié)構(gòu)完整性原則，建筑結(jié)構(gòu)必須遵循完整性原則，特別是相應(yīng)的大型建筑和復(fù)雜建筑。在設(shè)計過程中保證結(jié)構(gòu)的整體性，就可以使結(jié)構(gòu)的整體受力可以得到有效分析，確保結(jié)構(gòu)的剛度和強度符合設(shè)計要求，當(dāng)建筑物承受外部沖擊載荷和持續(xù)載荷的情況下，結(jié)構(gòu)能夠均勻受力，減少外部沖擊對結(jié)構(gòu)整體的損害。2.建筑結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)性原則，要加強建筑整體的安全設(shè)計最終成效，就需要有關(guān)部門進行合作。建筑設(shè)計中，公共空間必須要進行保證，最重要的就是消防空間的預(yù)留。建筑的結(jié)構(gòu)和建筑的功能一定要相互配合，可以做到外圍結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。

2在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中提高建筑的安全性措施

2.1科學(xué)選址

建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，建筑選址尤為關(guān)鍵，雖然突發(fā)的地震災(zāi)害可能使建筑物轟然倒塌，但科學(xué)合理的地理位置也可顯著提高建筑物的抗震能力。在發(fā)生地震災(zāi)害時，建筑結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生明顯的移位現(xiàn)象。不同結(jié)構(gòu)和不同性質(zhì)的土體上，位移的程度也會存在較大的差異。如建筑結(jié)構(gòu)設(shè)置于無法滿足工程建設(shè)要求的土體上，不僅不利于完善建筑結(jié)構(gòu)的性能，而且也會加大建筑物坍塌的風(fēng)險。為此，在建設(shè)項目選址的過程中，要以可有效控制地震作用影響的地區(qū)為首選，并全方位考量附近地形和地貌概況，將工程建設(shè)在平坦開闊的區(qū)域，注重建筑物周邊土體的密實度和穩(wěn)定性，進而承受不同的荷載組合。若無法避開不利地質(zhì)區(qū)域，設(shè)計人員可以發(fā)揮自身的專業(yè)優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢，采取切實可行的改進措施，根據(jù)建筑的抗震能力，采取有效的地基基礎(chǔ)設(shè)計和加大上部結(jié)構(gòu)剛度的措施，最大限度地減少地震災(zāi)害對建筑結(jié)構(gòu)的負面影響。

2.2構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型

在對某些工程進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，首先需要運用BIM技術(shù)進行結(jié)構(gòu)幾何模型的建立，并且對Revit軟件進行充分地應(yīng)用，進而構(gòu)建結(jié)構(gòu)分析模型，對建筑結(jié)構(gòu)中的每一個節(jié)點進行分析研究，進而對具體的連接位置進行確定，在確保無誤的基礎(chǔ)上實現(xiàn)自動連接。在進行模型構(gòu)建的時候，需要對基本的構(gòu)建、結(jié)構(gòu)板、梁等要素進行充分地分析。為了確保模型建立的質(zhì)量，還需要做好以下幾個方面的工作：首先，對樣板文件進行合理地選擇，并且建筑BIM模型進行有效鏈接;其次，利用相應(yīng)的軟件進行軸網(wǎng)的建立，進而對標高進行精確地定位，并且對樣本文件進行科學(xué)地制定;第三，對于建筑結(jié)構(gòu)中的砼梁與砼柱，需要進行科學(xué)地設(shè)置，進而構(gòu)建科學(xué)、合理的砼樓結(jié)構(gòu)板;最后，對于整個模型需要進行全面、認真地檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題時，需要進行及時地改進和調(diào)整。通過這一系列的工作，能夠建立初步模板圖。

2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計中提高材料利用率

在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，結(jié)構(gòu)措施在設(shè)計師的工作中起著重要的支持作用，提供了更完整的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及有效執(zhí)行了與結(jié)構(gòu)活動有關(guān)的工作能力。在設(shè)計階段，結(jié)構(gòu)措施的關(guān)鍵作用是有效協(xié)調(diào)設(shè)計師的設(shè)計工作。在施工和設(shè)計工作中，可以充分保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并可以有效提高建筑材料的利用率。另外，設(shè)計師必須在保證設(shè)計效果的前提下減少材料重量和材料成本，使設(shè)計工作能夠順利進行。例如具有矩形橫截面的壓縮構(gòu)件利用率低，這是因為梁在特定的施工階段更容易改變，并且材料利用率不足，而通過概念設(shè)計和結(jié)構(gòu)分析，可以對梁截面的變形梯度進行科學(xué)合理的改變和調(diào)整，從而在軸向力不確定的情況下可以顯著提高材料的利用率。

2.4受力性能分析

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，承受力也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中較為常見的一類問題，這是因為，多數(shù)設(shè)計工作人員在愛進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，往往會過于重視建筑空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計，從而嚴重的忽視了建筑結(jié)構(gòu)特征設(shè)計工作開展的重要價值，進而大大降低了建筑結(jié)構(gòu)的承受力性能。結(jié)合實際情況來看，如若建筑結(jié)構(gòu)承受力的能力較差，那么建筑物整體的安全性就難以得到有效保障，且在外力作用下，建筑物遭受損壞的概率也相對更大。為此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作實際開展的過程中，設(shè)計工作人員需對建筑物的向下作用力以及承受力等方面進行深入研究，并以研究工作結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)來不斷的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，從而有效的降低建筑承受力問題出現(xiàn)的概率。針對這類問題，設(shè)計工作人員需對建筑結(jié)構(gòu)中每根承重柱以及承重墻的承重性能開展嚴謹?shù)挠嬎愎ぷ?，并將其與建筑結(jié)構(gòu)平面設(shè)計圖相結(jié)合，以此來進一步確保建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部受力的均勻性。此外，由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計相對于傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作來說具有一定的特殊性，為此，在這類結(jié)構(gòu)設(shè)計工作開展的過程中，設(shè)計工作人員需以建筑項目的實際情況為基礎(chǔ)，選用合理的結(jié)構(gòu)分析計算簡圖來對建筑結(jié)構(gòu)選用的合理性進行深入分析，并通過空間的分析方法的有效應(yīng)用來進一步提升超高層建筑結(jié)構(gòu)分析工作的全面性，進而為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量以及性能的提升奠定堅實的基礎(chǔ)。

2.5平面和豎向設(shè)計

在建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能設(shè)計中，需要合理選用平面設(shè)計，采用合乎規(guī)則的結(jié)構(gòu)布局，避免結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)和薄弱的連接面或連接點的出現(xiàn)。在高層建筑的設(shè)計過程中，需要額外考慮建筑所承受的風(fēng)壓。因此在高層建筑的外形選用上，最好采用流線型設(shè)計，避免采用矩形平面，因為矩形平面相比于流線型設(shè)計需要承受額外的風(fēng)壓，使得建筑受到更多的風(fēng)載荷。此外平面設(shè)計中，兩個兩兩正交方向的剛度需要盡量保持一致，剪力墻可以設(shè)置在周圍，可以提升建筑整體的剛度與抗扭轉(zhuǎn)力的能力。同時可以適當(dāng)增加樓層的高度或者大梁的高度，來讓剪力墻能夠承受更大的彎扭應(yīng)力作用。在豎向設(shè)計過程中，剪力墻的高度應(yīng)該遵尋從下到上逐漸減小的原則，可以避免使得建筑整體對于水平力的抵抗能力。

結(jié)語

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中很多環(huán)節(jié)都會出現(xiàn)問題，有些問題雖小，但是也對結(jié)構(gòu)整體的安全性和可靠性造成了威脅。因此對于建筑設(shè)計從業(yè)者來說，應(yīng)當(dāng)仔細調(diào)研，明確建筑設(shè)計中可能出現(xiàn)的問題，了解相關(guān)提高建筑整體安全性的舉措，依照實際的工程項目采取不同的方法，確保建筑的安全性和可靠性，保障廣大人民的生命與安全。

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