建筑工程安全設計研究

陳　贄　馮為民

摘要：概述了建筑安全與結構安全的關系，論述了建筑結構設計安全度的相關知識，并從建筑設計必須與結構設計相結合、合理確定設計安全度、進行防火防爆設計、考慮建筑結構的耐久性等方面提出了取保建筑安全的設計措施，最后提出了結論。

關鍵詞：建筑設計；結構設計；安全設計

中圖分類號：TU198

文獻標識碼：A

文章編號：1672—3198(2009)11—0282—01

1建筑安全與結構安全的關系

建筑結構安全直接影響建筑物的安全，結構不安全會導致墻體開裂、構件破壞、建筑物傾斜等，嚴重時甚至發(fā)生倒塌事故。如墨西哥城在1985年9月地震中，不少三角形建筑均遭到嚴重的破壞。從結構角度而言，平面形狀是三角形的結構迎風面較大，在水平風力作用下，它受力的效果，即抗彎曲變形和抗側移的能力比圓形、橢圓形、正方形，正多邊形、十字形、工字形、口字形等平面形式的高層建筑要弱很多，而使得建筑物安全性較差。

2結構設計安全度

2、1結構設計安全度的概念

從事建筑結構設計的基本目的是在一定的經濟條件下，賦予結構以適當的安全度，使結構在預定的使用期限內，能滿足所預期的各種功能要求，一般來說，建筑結構必須滿足的功能要求是：能承受在正常施工和使用時可能出現(xiàn)的各種作用，且在偶發(fā)事件中，仍能保持必須的整體穩(wěn)定性，即建筑結構需具有的安全性；在正常使用時具有良好的工作性能，即建筑結構需具有的適用性；在正常維護下具有足夠的耐久性。因此可知安全性、適用性和耐久性是評價一個建筑結構可靠(或安全)與否的標志，總稱為結構的可靠性，對這些性能的度量，即結構在規(guī)定的時間內，在規(guī)定的條件下，完成預定功能的概率，稱為結構的可靠度(或稱安全度)。

2、2安全度與工程事故

關于工程事故與設計安全度的關系，有人認為國內發(fā)生的工程事故與現(xiàn)行規(guī)范的安全度沒有關系，規(guī)范的安全度是夠的。資料顯示，上世紀50年代的結構設計方法與現(xiàn)在近似，當時所用的混凝土強度很低，只有110#—140#，比現(xiàn)在的C15還低，其施工手段也很落后，混凝土用體積配合比，人工攪拌，沒有振搗器。而施工發(fā)生安全事故的卻很少，如北京飯店、王府井百貨大樓等一些建筑物，使用至今已逾45年，而且都經過了唐山地震影響的考驗，因此可以說，現(xiàn)在的安全事故與結構設計安全度是沒有連帶關系的。不過也有專家指出，一些工程事故往往由多種因素綜合造成，施工質量差、設計有毛病、結構安全儲備又偏低，加在一起終于釀成大禍，這類情況不是由于野蠻施工和管理腐敗，較高的安全度總是與較低的失效概率相聯(lián)系，這是客觀規(guī)律。

3確保建筑安全的設計措施

3、1建筑設計必須與結構設計相結合

建筑設計與結構設計是整個建筑設計過程中的兩個最重要的環(huán)節(jié)，對整個建筑物的外觀效果、結構穩(wěn)定方面起著至關重要的作用。但也有一種不好的傾向，少數建筑設計帥把結構設計擺在從屬地位，并要求結構必須服從建筑，應以建筑為主。許多建筑設計師強調創(chuàng)作的美觀、新穎、標新立異，強調創(chuàng)作的最大自由度，然而有些創(chuàng)新的建筑方案卻在結構上很不合理甚至無法實現(xiàn)，這無疑給建筑結構的安全帶來隱患。

3、2合理確定設計安全度

結構設計安全度的高低，是國家經濟和資源狀況、社會財富積累程度以及設計施工技術水平與材料質量水準的綜合反映。確定工程的安全度在一定程度上需以概率和統(tǒng)計為基礎，但更多的須依靠經驗、工程判斷及綜合考慮。

與國際上一些通用標準相比，我國混凝土結構規(guī)范設定的安全度水平偏低，有的偏低較多。這體現(xiàn)在涉及結構安全度的各個環(huán)節(jié)中，如我國混凝土結構設計規(guī)范取用的荷載值比國外低，材料強度值比國外高，估計結構承載力所用計算公式的安全裕度低于國外甚至在個別情況下偏于不安全，對結構的構造規(guī)定又遠比國外要求低。

3、3進行防火防爆設計

建筑消防設計市建筑設計中一個重要組成部分，關系到人民生命財產安全，應該引起大家的足夠重視。文章從防火分區(qū)和安全疏散兩方面來討論：

3、3、1建筑的防火分區(qū)問題

《建規(guī)》3、2、1條規(guī)定了廠房的防火分區(qū)，其中有一點需要注意，即廠房的防火分區(qū)是和該廠房的耐火等級、最多允許層數及占地面積有關。雖然《建規(guī)》中規(guī)定封閉樓梯間的門為雙向彈簧門就可以了，但做為劃分防火分區(qū)用的封閉樓梯間門至少應設乙級防火門。因為開敞的樓梯間也是開口部位，是火災縱向蔓延的途徑之一，也應按上下連通層作為一個防火分區(qū)計算面積。

3、3、2安全疏散設計問題

很多大型商業(yè)建筑在消防安全疏散設計中存在的問題，諸如首層中部疏散樓梯無法直通室外、中庭回廊容易滯留人員、首層疏散距離超過規(guī)范要求等。商業(yè)建筑賣場的疏散距離應執(zhí)行《建規(guī)》中5、3、8第三款(不論采用任何形式的樓梯間，房間內最遠一點到房門的距離不應超過袋形走道兩側或盡端的房間從房門到外部出口或樓梯間的最大距離)的規(guī)定，即22m，如再設有自動噴水滅火系統(tǒng)其疏散距離再增加25％，為27.5m。但如果在商業(yè)建筑的賣場每家店鋪均設有到頂的隔斷墻，并設有安全疏散通道，疏散通道兩側的隔墻耐火極限≥lh(非燃材料)，房間隔墻耐火極限t>0.5h(非燃材料)，則房間門通過安全疏散通道到疏散出口的距離適用40m和22m的規(guī)定等等。

3、4考慮建筑結構的耐久性

結構耐久性不足已成為最現(xiàn)實的一個安全問題。現(xiàn)在有這樣的傾向：設計中考慮強度多而考慮耐久性少，重視強度極限狀態(tài)而不重視使用極限狀態(tài)。重視新建筑的建造而不重視舊建筑的維護。所謂“安全”，包括保證人員財產不受損失和保證結構功能的正常運行，以及保證結構有修復的可能，即所謂的“強度”、“功能”和“可修復”三原則。

我國土建結構的設計與施工規(guī)范，重點放在各種荷載作用下的結構強度要求，而對環(huán)境因素作用(如干渴、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學介質侵蝕)下的耐久性要求則相對考慮較少。混凝土結構因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導致的結構安全事故，其嚴重程度已遠大于因結構構件承載力安全水準設置偏低所帶來的危害。所以這個問題必須引起格外重視。

4結語

在進行建筑設計時，不能片面地追求建筑技術與建筑藝術“完美”的結合和“最大”滿足使用功能的要求，結構設計人員應針對具體工程特點，選用合理的規(guī)范規(guī)定、考慮結構的耐久性、安全度等，還要從結構的體系、構造、材料選擇設計以及施工和使用中的各個環(huán)節(jié)保證結構的安全性，同時還應與結構設計、給排水等專業(yè)設計相結合，最終達到滿足結構安全的目的。

參考文獻

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