淺議建筑工程結構設計安全性與經濟性

劉君

【摘要】：在社會經濟高度發展的今天，城市建設的步伐不斷加快，許多城市建筑拔地而起，在為人們提供便利的同時，相應的安全性與經濟性的問題也接踵而至，因此提升建筑工程結構設計的安全性與經濟性成為相關部門的重要課題。闡述了建筑工程結構設計的現狀以及不足，從而提出提高建筑工程結構設計安全性和經濟性的對策，為城市的發展提供理論支持。

【關鍵詞】：建筑工程；結構設計；安全性；經濟性

一、建筑工程結構設計的現狀及不足

（一）建筑結構缺乏抗震性能的設計內容

2008年5月12日在四川省汶川縣發生的大型地震災害，造成了大量的人員傷亡和經濟損失。如果建筑結構具有較高的抗震性能，會大幅減少人員的傷亡。但在某些地區中，大部分建筑都沒有合格的抗震性能，與國家規定的標準存在很大的差距。因此，在設計環節中注重建筑結構的抗震性能是目前施工單位設計部門需要面對的重要問題之一，而且把握設計環節也是提高建筑結構抗震性能的關鍵手段。從抗震指標的角度講，國家頒布了嚴格的設計規范，內容可概括為，如果遭遇“小震”（超越概率在65%上下），建筑結構不會發生損壞；如果遭遇“中震”（超越概率在12%上下），建筑結構可進行震后維修；如果遭遇“重震”（超越概率在3%上下），建筑結構不發生倒塌，函數關系如圖1所示。但這種期望與實際還存在很大的差距，許多建筑商并沒有對抗震性能引起高度的重要，在設計和施工過程中往往忽視了規范的要求，一旦發生較為嚴重的地質災害，后果將不堪設想。另外，由于我國不同地區的地質情況不同，地震發生的概率也相同，因此在設計環節中應充分結合該地區的實際情況，從而制定具有針對性的策略，真正做到因地制宜。

圖1 超越概率函數關系圖

（二）建筑的施工過程中無法避免偷工減料情況的發生

在建筑工程結構的設計環節中，有一些建筑商在利益的趨勢下私自減少建筑鋼材的用量，這種行為直接到建筑的安全性和經濟性，還使建筑應有的性能無法發揮出最佳的效果，存在一定的安全隱患。國家對于建筑的鋼材的使用量也有著嚴格的規定，不同的結構類型具有規范的鋼材用量。因此，在設計和施工中，應該對建筑的鋼材使用量進行嚴格的監控。另外，還有一些建筑單位為了大幅的縮小材料的成本，增加自身的經濟利益，在沒有進行試驗的情況下，使用冷軋變形鋼筋，其結構如圖2所示，雖然這種鋼筋的造價較低，但是其韌性、脆性以及抗震性都無法滿足建筑結構的要求，極大的降低了建筑的安全性和經濟性。這些建筑單位為了一己私利將人們的生命安全當作兒戲。由此可見，建筑過程中的一磚一瓦都有可能影響到建筑的安全性和經濟性。

圖2 冷軋變形鋼筋結構圖

（三）建筑結構設計不合理

建筑結構設計不合理的主要原因是設計人員的專業素質不達標、缺乏實際經驗，這種情況也有可能留下安全隱患。比如，有些設計人員過分注重建筑的外觀設計，忽視了建筑的安全性問題，在發現問題以后逃避責任不向上級匯報，最終釀成不可挽回的后果。雖然這種情況在實際中并不多見，但足以起到的警示的作用。因此，設計人員不光要考慮到企業的形象和利益，還要在建筑結構上下更多的功夫，質量與安全才是經濟利益的保證。

二、提高建筑工程結構設計安全性和經濟性的對策

結構設計是建筑工程的靈魂，結構設計的質量直接影響到建筑的整體質量。通過不斷的完善和研究，提高建筑工程結構設計安全性和經濟性的對策有以下幾條。

（一）嚴格按照設計規范

在建筑事業高速發展的影響下，頒布了很多關于建筑工程的政策和標準，以此對建筑工程結構設計進行技術上的約束，從而提高建筑的整體質量，這些政策還有一定的法律效益，可以規范建筑單位的行為。因此，建筑工程結構的設計專員在日常工作中應該嚴格遵守規范和標準的要求，將國家的指導方針貫徹到設計工作中的方方面面中去，在發現違規的設計時，要結合結構的實際情況，制定完善的解決方案并進行必要的工作記錄，從而杜絕相同問題的發生，有效控制發生事故的幾率，從根本上提高建筑工程結構設計的安全性和經濟性。目前，我國頒布的主要建筑工程結構設計規范有《建筑抗震設計規范》以及《建筑設計防火規范》等。其中《建筑抗震設計規范》中明確規定，建筑設計應注重其平面、立面以及豎向剖面的規則性對抗震性能及經濟合理性的影響。俗話說，沒有規矩不成方圓，建筑工程結構設計方案不僅是設計過程中的規矩和要求，也是設計工作指路的明燈。

（二）提高設計人員的安全、經濟意識

建筑結構設計實際上是一種系統性很強的工作，因此對設計人員具有較高的要求，主要包括，職業操守、專業技能、創造精神等。建筑結構設計是整個工程建設的核心，設計人員只有認識到建筑的安全性與經濟性的重要性才能制定出更為優秀的設計方案。這就要求建筑單位制定合理、嚴格的規章制度，通過培訓使設計人員理解規章制度的內容，在日后的設計工作中，將規章制度作為行為手冊，并在長時間的積累中，總結經驗，為后人鋪路。運用苛刻的管理手段，非但不能達到滿意的效果，往往還會起到適得其反的效果，因此提高設計人員的安全、經濟意識是非常有效的方法。在設計過程中，通過感知上的培養，使設計人員在潛移默化中認識到建筑安全性與經濟性的重要性，并賦予他們光榮的使命感與責任感，充分調動起設計人員的主觀能動性，從而提高建筑結構的設計水平。例如，在四川汶川地震中，由于大部分建筑都缺乏基本的抗震性能，設計人員也不具備較高的安全意識，所以造成了大量損失，如果設計人員具有較高的安全、經濟意識，在設計的過程中，充分考慮建筑抗震性能的相關設計，就會明顯減少自然災害對建筑造成的損害。

（三）拓寬設計人員的眼界

在我國建筑事業快速發展的影響下，如今的建筑結構設計與往常的相比，無論在內容上還是在表現形式上都存在很大程度的差異，為切合社會的進步，對技術提出了更高的要求。為此，設計人員需要拓寬自身的眼界，拓展知識面，更深層次的挖掘建筑結構。另外，信息時代的逐步邁進為建筑結構的設計工作提供了很多先進的工具與技術，比如計算機軟件技術等，因此，對于設計人員而言，不僅需要高超的專業水平，還要具備熟練運用這些先進技術手段的能力。建筑單位應該加大設計人員的培訓力度，從而形成一支高素質、高水準、高技能的建筑結構設計隊伍，為提高建筑工程的安全性與經濟性做出卓越的貢獻。例如，在對蘇州軌道2號線高架站進行結構設計時，為了更準確的分析和掌握剪力墻的基本結構，需要充分利用計算機技術，這對工程設計人員提出了較高的要求，設計人員需要堅持學習，逐漸拓寬眼界，才能從根本上適應發展的需求。

三、總結

建筑結構的安全性與經濟性，關系到人們日常的生產和生活。建筑工程結構的設計環節是提高安全性與經濟性的關鍵所在，雖然現階段我國在建筑結構設計上還存在諸多問題，但遵循對策的內容，相信在不久的以后，我國建筑結構設計水平會得到質的飛躍。