基于中小學校建筑設計中的安全性問題探析

張 彌

同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司 上海 200092

1 前言

良好的中小學校建筑設計不僅能夠確保建筑質(zhì)量，還能提高建筑的安全性和穩(wěn)定性，對建筑行業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。因此，建筑企業(yè)要重視結構設計中的安全問題，采取有效的措施和手段，提高中小學校建筑的安全性，在最大程度上從設計角度避免建筑安全事故的發(fā)生，全面保障中小學校建筑的安全和質(zhì)量。本文對中小學校建筑設計中的安全設計進行論述，分析中小學校建筑設計中存在的安全問題，提出提升中小學校建筑設計中關于安全問題的策略[1]。

2 建筑優(yōu)化設計的重要性

2.1 提升建筑材料的利用率

在中小學校建筑設計過程中，性能良好的結構方案所使用的材料并不一定是高價材料，只有性價比高的材料才能夠充分發(fā)揮出建筑結構的性能。設計人員可以通過對預應力混凝土結構、鋼管混凝土結構等新型建筑材料進行綜合運用，全面提升中小學校建筑設計的科學性和有效性。另外，新型材料在許多方面有明顯的優(yōu)勢，比如說，鋼管混凝土結構在抗壓強度、抗變形能力和穩(wěn)定性方面都具有明顯優(yōu)勢，可實現(xiàn)鋼管和混凝土材料的有機結合，能促進材料結構穩(wěn)定性的全面提升。與普通的鋼管結構相比，鋼管混凝土在對其自身和承載力保持一致的情況下，還能節(jié)省將近一半的鋼材，有效地簡化了項目建設本身需要實施的焊接工作，降低了工作人員的工作壓力。同混凝土結構相比，鋼管混凝土結構還能夠減少將近一半的構建截面面積，節(jié)省了一半左右的材料用量，不僅能夠提升材料利用率，同時，還能對結構的穩(wěn)定性和強度予以保證，降低工程建設成本，為企業(yè)創(chuàng)造更大更多的經(jīng)濟效益。

2.2 提高建筑的整體安全性

在科學技術不斷發(fā)展過程中，我國的中小學校建筑設計水平也在不斷提升。運用受力分析軟件，能夠為房屋中小學校建筑設計提供可靠的數(shù)據(jù)支持，保證中小學校建筑設計的安全性和有效性，還能降低工程建設成本，對建筑的外觀進行美化，全面提升建筑項目的整體安全性。實際上建筑設計的優(yōu)化是要建立在質(zhì)量與安全的基礎上的，如果沒有質(zhì)量的可靠、安全的支撐，優(yōu)化就無從談起。一般情況下，確定基本的安全參數(shù)，然后從設計形式、內(nèi)容等進行綜合考慮，最終實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高效的目標，因此設計階段的安全性也是重要的考慮指標。

2.3 降低建筑項目的整體造價

企業(yè)經(jīng)營的最終目標就是得到利潤，建筑施工也是如此。因此，就更需要重視建筑施工過程的造價管理。在保證中小學校建筑項目安全性的同時，建筑結構的設計應盡量秉承節(jié)約資源的原則，不能只是單純地考慮安全效果，而耗費過多的工程材料。在設計過程中能夠通過采用新技術、新材料、新工藝等方式，降低成本，這種設計方式都要在設計階段進行整體考慮，實現(xiàn)建筑項目整體的成本降低。通過結構的優(yōu)化設計，能夠降低施工成本投入。

3 中小學校建筑設計中存在的安全性問題

3.1 抗震安全度不夠

大部分農(nóng)村建筑及部分城市建筑，由于各種條件及原因，并不都具備一定等級的抗震性，對地震災害的抵抗能力較弱，對人們的生命和財產(chǎn)安全存在巨大的威脅。我國為建筑的抗震等級制定了明確的劃分標準，為建筑結構的抗震設計提供了依據(jù)，但由于部分建筑企業(yè)和人員對建筑抗震性的重視程度不夠，使得建筑設計沒有達到相關規(guī)定的標準，造成中小學校建筑的抗震度不足，進而存在一定的安全問題。在科學技術不斷發(fā)展過程中，我國的中小學校建筑設計水平也在不斷提升。同時加上因為抗震等級的提升要增加很大一部分成本，因此很多項目在設計過程中，就采用了保守的設計參數(shù)，因此在安全保障上還不夠可靠。同時還能運用受力分析軟件，能夠為房屋中小學校建筑設計提供可靠的數(shù)據(jù)支持，保證中小學校建筑設計的安全性和有效性，還能降低工程建設成本，對建筑的外觀進行美化，全面提升建筑項目的整體安全性。

3.2 設計不合理

中小學校建筑設計對建筑的安全性具有重要的影響，因此，中小學校建筑設計的合理性十分重要。在實際的中小學校建筑設計中，由于部分設計人員缺乏專業(yè)知識和經(jīng)驗，對建筑結構的掌握程度不足，導致中小學校建筑設計十分不合理。而企業(yè)為了盡快獲取施工利益，忽略了對中小學校建筑設計的檢驗，從而無法確保中小學校建筑設計的安全性。一些設計項目的設計人員配置不均衡，缺少有經(jīng)驗的工程師把關，造成了項目不能進行綜合考慮，而造成后期出現(xiàn)的各種各樣的問題。同時因為設計思路的問題，很多設計方案不能與實際相符合，造成了建設完成以后不能發(fā)揮其預期的功能目標，上述的問題都是因為設計不合理造成的諸多不便[2]。

3.3 設計成本控制問題

企業(yè)在項目開發(fā)和投入施工過程中關注的重點，而控制建筑成本對經(jīng)濟收益的提高具有顯著的效果。一般情況下，建設單位主要是通過設計階段進行成本控制，因為設計階段對成本影響達到了70%，所以在這個階段，盡量進行成本的壓縮與控制，如果成本超過了建設單位的預期，那么就要對設計方案進行重新調(diào)整。因此，部分企業(yè)和設計單位為了增加經(jīng)濟收益，在設計環(huán)節(jié)只注重節(jié)約成本，認為只要是質(zhì)量沒有問題，對安全性考量不足，使建筑出現(xiàn)質(zhì)量問題，嚴重降低了建筑施工的安全性。

3.4 設計人員專業(yè)能力不足

中小學校建筑設計人員的專業(yè)能力對中小學校建筑設計具有直接的影響，但建筑企業(yè)中的部分中小學校建筑設計人員專業(yè)素質(zhì)不高或責任心不足，使建筑結構的設計缺乏專業(yè)性和合理性，嚴重降低了建筑結構的安全性。一般設計人員缺少學校的設計經(jīng)驗或是對此類項目不能進行專門的學習，很多專業(yè)知識掌握的不深不透，因此很多的設計成果無法達到理想的效果。另外，建筑設計人員沒有做好前期的調(diào)研工作，在前期對建筑工程了解認識不足，難以保證設計的專業(yè)性，在實際施工過程中容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，對建筑結構的安全性造成不良影響。

4 中小學校建筑設計中安全性問題的優(yōu)化對策

4.1 建筑整體結構設計技術優(yōu)化

建筑的結構設計是整個中小學校建筑工程中的關鍵組成部分，其設計效率與能力也會對建筑結構諸多方面產(chǎn)生重要影響，例如，抗側風、防震、材料消耗等。所以，在建筑的設計階段，應不斷從實踐項目中總結設計方法，按照建筑設計要求對設計方案進行針對性的設計?，F(xiàn)階段，中國建筑的主體構造仍在展開設計階段，目前采用頻率最大的形式一般有框架、短肢剪力墻構成、框架式剪力墻構成等。其中，在框架結構設計階段，必須使用相對較大的散射截面柱墻形式，但這樣的設計必將對建筑物的內(nèi)部空間效率產(chǎn)生限制。短肢剪力墻框架不僅對材料的需求量很小，還可以對房屋整個框架的防火性產(chǎn)生顯著性的改善?？蚣芗袅ㄖY構不但適用性比較強，而且不管抗側穩(wěn)定性，還是抗震穩(wěn)定性都十分優(yōu)秀。由此可知，由于各種建筑結構通常具有不同的優(yōu)點，就此工程設計部門應根據(jù)建筑的實際狀況，通過對以上各種因素進行全面性研究，從而對建筑的構造設計方案進行針對性的設計，這樣不但可以提高建筑結構的穩(wěn)定性和堅固度，還可以降低建筑工程造價，從而提高了建筑的結構經(jīng)濟性。

對建筑承重墻結構設計展開技術優(yōu)化是極為有必要的舉措。在進行建筑物的承載墻結構設計期間，既要使用穩(wěn)定性較遠的材料，又要采用抗拉強度過高的建材，來進一步提高學校建筑物結構的安全系數(shù)和穩(wěn)定能力。與此同時，又要對學校建筑物承載墻的設置總量和構造規(guī)模加以進一步優(yōu)化，承載墻工程設計盡管可以使建筑物結構的穩(wěn)定能力和安全系數(shù)大大地提升，但它也必將對學校建筑物室內(nèi)空間的利用率產(chǎn)生負面影響，從而使得現(xiàn)代中小學校學生的建筑完全沒有優(yōu)美性，與現(xiàn)代化中小學校學生建筑理想完全相悖。所以，在進行建筑承重墻結構設計工作期間，就必須在對建筑物結構的安全和穩(wěn)定能力有所保證的前提下，對建筑結構規(guī)模加以相應縮小，同時，進一步提高建筑墻體構件的抗剪能力，從而對實現(xiàn)中小學校學生建筑構件既具備安全與穩(wěn)定能力，又具備美觀性能，從而實現(xiàn)學校建筑承重墻構件技術優(yōu)勢有著實質(zhì)性的重大意義。

在對建筑的平面結構設計方案進行設計改造之時，建筑工程設計的技術人員不僅要對建筑專業(yè)結構模型進行分析，而且還要運用相關的結構設計程序，以便于建筑平面架構設計的合理性與可行性都獲得了很大的提高。借助于三維建筑技術，以及專業(yè)結構軟件的運用，通常可以對建筑平面架構設計中的各種條件進行良好的理性化計算，例如，對建筑高度的控制、建筑的整體抗震條件、建筑的總體受力條件、建筑的局部受力條件等，從而為建筑荷載道短和斷面寬度抗震試驗以及相關的工程操作創(chuàng)造了一定的有利條件，從而使得建筑平面架構設計能夠得到顯著性的改善作用[3]。

中小學校建筑審美的設計優(yōu)化。由于社會主義國民經(jīng)濟的發(fā)展，以及社會群眾的生活品質(zhì)的進一步提高，給建筑設計帶來了新的需求，在設計進行中小學校建筑審美時，既要具備設計安全性與穩(wěn)定性，又要具備設計審美功能性，以便保證設計能夠適應社會建設群眾對中小學校建筑審美的客觀需求。所以，在進行中小學校工程設計時，建筑設計工作者就必須對其外形的視覺效果等審美因素進行充分化的考察，把現(xiàn)代化社會審美因素采用更加科學化的設計方法，融入到中小學校工程設計方法之中，對中小學校工程設計方法進行了針對性的改造，并通過對學校先進性建筑設計技術與方法的綜合運用，使得學校建筑構造特點和外形的優(yōu)美特性達到了互相配合，從而使得二者都能達到相互協(xié)調(diào)的狀態(tài)，以實現(xiàn)對中小學校工程設計技術改造的目的，從而創(chuàng)作出適應現(xiàn)代化社會要求的中小學校工程設計優(yōu)秀作品。

4.2 提高抗震性能

抗震性能是指建筑在地震發(fā)生過程中具備的承載能力、耗能能力、剛度能力和變形能力，其與中小學校建筑設計中的安全等級具有直接的聯(lián)系。在工業(yè)與民用中小學校建筑設計中，建筑企業(yè)和建筑單位需要重視建筑的抗震性能設計，合理地進行建筑結構中的抗震設計，以提升中小學校建筑設計的安全性。（1）增強建筑設計人員的抗震意識，使其能夠嚴格按照抗震設防的要求進行抗震設計，提高建筑在地震條件下的穩(wěn)定性。在此過程中，設計人員需要對建筑工程場所周圍的地震物質(zhì)、地震活動性和地形變等進行研究，科學分析工程設計中有關抗震設防要求的資料和地震參數(shù)，根據(jù)結果確定建筑工程的抗震設防要求。中小學校建筑設計的合理性是建筑安全性的基礎和保障。在工業(yè)與民用中小學校建筑設計的過程中，建筑企業(yè)需要提高建筑設計的合理性，以有效提高建筑的安全性和穩(wěn)定性。設計人員在設計過程中需要按照設計標準，盡量滿足技術先進、經(jīng)濟合理、確保質(zhì)量和安全適用等基本要求，實現(xiàn)中小學校建筑設計的合理性。在此過程中，設計人員需要明確各種結構的作用、材料性能和幾何參數(shù)、結構構件抗力的統(tǒng)計特性和結構材料的質(zhì)量要求及質(zhì)量控制等標準，合理設計建筑結構。建筑企業(yè)在選取中小學校建筑設計方案時應在滿足建筑安全性的前提下選擇經(jīng)濟效益高的方案，以使中小學校建筑設計能夠兼具安全性和經(jīng)濟性。在此過程中，建筑企業(yè)需要對中小學校建筑設計進行專業(yè)的分析和評估，及時優(yōu)化和改進建筑設計中的問題，全面提升建筑設計的合理性。（2）建筑設計人員需要把握抗震設計的合理性，嚴格按照抗震設計規(guī)范進行抗震設計，以提高建筑工程的抗震性能。在此過程中，設計人員必須根據(jù)抗震設防要求和規(guī)定進行設計，通過設計多道抗震防線或提高結構的強度和延性等，確保建筑工程的抗震性。從整體視角出發(fā)，對各項資源和各類技術進行科學統(tǒng)籌，保障中小學校建筑設計的優(yōu)化方法能夠滿足相關規(guī)范標準。需要對外部因素進行充分地分析，需要對中小學校建筑設計外部影響因素進行嚴格地控制，對于可能增加中小學校建筑設計風險和隱患的因素進行嚴格地排查。（3）相關企業(yè)需要對影響因素進行合理地控制，對房屋中小學校建筑設計的方案進行簡化。重視結構整體的穩(wěn)定性在進行房屋中小學校建筑設計的過程中，會遇到各種不同類型的問題，要想確保結構設計能夠滿足建筑物內(nèi)部的安全要求，就需要重視結構整體的穩(wěn)定性。特別是在一些地震頻發(fā)地區(qū)，必須重視建筑的防震性，進一步提升建筑物整體的抗震性能，確保建筑的安全性和耐久性。（4）在建筑結構的施工過程中，必須按照相應的施工標準進行，避免因質(zhì)量不達標而破壞建筑的抗震性能。

4.3 提高中小學校建筑設計人員的素質(zhì)

中小學校建筑設計人員的專業(yè)水平和職業(yè)素養(yǎng)會影響建筑結構的安全性和建筑工程的質(zhì)量。因此，在工業(yè)與民用中小學校建筑設計和施工過程中，建筑企業(yè)需要加強設計人員的管理，并為建筑設計人員提供學習和發(fā)展的空間，以促進建筑設計人員業(yè)務水平的提升，從而為建筑結構的安全性和建筑工程的質(zhì)量提供保障。一方面，建筑企業(yè)可以通過制定完善的人員管理制度、獎懲機制，規(guī)范建筑人員的行為。在此過程中，企業(yè)可以設置晉升機制和獎懲機制，將項目工程進展中的成就和問題落實到個人中也可以將地下室的側板以及底板作為水池的圍護結構，雖然看似整體的造型復雜，但是結合整體的施工情況來看，卻可以有效節(jié)約建設成本，可以大幅提升建設單位的經(jīng)濟效益[4]。

5 結論

房屋結構本身安全也是一個建筑物的重要設計依據(jù)，所以，在建筑設計之中小學校前，施工設計者就必須對實際住宅構造有較深層次的了解，并按照我國所頒布的有關建筑法律法規(guī)要求實施建筑設計，從而帶動整體建筑物的發(fā)展，同時還要結合現(xiàn)狀對原施工圖紙的建筑設計進行完善創(chuàng)新，以進一步提高中小學校建筑安全。而確保建筑的安全也是房屋結構設計的根本目標，所以為了可以提高房屋安全，在當前的建筑規(guī)范條件下，必須強調(diào)抗震設計，提高設計者的技術素質(zhì)，增強建筑設計的科學性，同時也必須采用適當?shù)慕ㄖO計程序，才可以更有效的判斷建筑設計結論的對錯。建筑設計人員應提高工程設計人員的專業(yè)、水平，強化對建筑設計項目的控制，唯有如此，方可確保建設項目的品質(zhì)合格，從而增強整個建設項目的穩(wěn)定性。