淺析建筑工程設計中提高建筑結構安全性的方法

徐金苗

（宜春市規劃建筑設計研究院，江西 宜春 336000）

在建筑工程結構設計過程中應加強多重防護，多部門之間加強協作，一方面要加強結構穩定性設計，另一方面還要對建筑外圍結構進行安全設計。同時，應當加強建筑結構的完整性與統一性控制，當整體性遭到破壞時，應當確保建筑構件受力均衡、主體結構保持完整，盡可能在建筑結構內部抵消或者轉移等。建筑結構設計時講究剛柔并進，如果結構過剛，則可能會導致建筑物在破壞力作用下出現大面積坍塌，以此來減小其變形影響；如果建筑結構過柔，則無法有效保障建筑結構的安全穩定性，變形過大容易引發傾覆問題。

1 建筑結構設計中存在的安全隱患問題分析

1.1 設計方案缺乏科學合理性

從本質上來講，建筑結構與人的骨骼非常地相似，且建筑工程的框架即為建筑結構，所以建筑結構設計非常重要。然而，從現階段國內部分建筑工程項目建設現狀來看，建筑結構設計過程中存在著不合理之處，尤其是設計方案的選擇缺乏針對性，比如未嚴格按照工程項目所在位置以及環境條件等因素進行優化設計，以致于設計的方案難以有效地實施。再如，現階段部分設計方案過分看重建筑結構的外觀性，不惜犧牲建筑結構的功能性；建筑施工單位為了能夠獲得更多的經濟利益，對建筑結構設計過程簡單化處理，嚴重忽視了建筑結構的質量及其安全可靠性。

1.2 建筑結構抗震能力設計不到位，對環境影響考慮不周

以我國沿海和南方地區為例，地震災害比較常見，輕則墻體開裂，重則房屋倒塌。除地震災害本身的危害外，建筑結構自身的抗震性能也是非常重要的一個影響因素。2000年以后，國內建筑結構設計時采用了鋼筋混凝土一體澆注形式，即便在汶川地震中這些房屋也沒有出現倒塌，如地震災害較為嚴重的北川縣，雖然其他磚瓦結構的建筑出現了不同程度的倒塌，但是鋼筋混凝土設計的縣公安局仍然屹立不倒。從全國范圍來看，建筑工程項目建設過程中，抗震能力設計要求仍需進一步提高。同時，建筑工程結構設計過程中，沒有充分考慮到周圍的自然環境因素。我國幅員遼闊，南北、東西，地質條件以及環境差異非常大，比如西北地區的雅丹地貌、東南地區的丘陵以及西南地區喀斯特地貌等。然而，現階段為數不少的建筑企業，在對建筑結構設計時并未針對性地考慮本地的自然環境條件，以致于出現安全隱患問題。

2 建筑結構優化設計策略

基于以上分析，如果為了能夠有效提高建筑工程整體安全穩定性，應當加強建筑結構優化設計，具體從幾個方面著手。

2.1 全面把握建筑結構特點

建筑結構設計過程中的延性。對于建筑物而言，其使用過程中的影響因素主要有幾個方面。

第一，風雨、地震以及自然沉降等，如果不采取有效的措施予以防范，則可能會發生變形。實踐中為了能夠有效避免上述問題的影響，在建筑結構設計時應當采取有效的措施和方法，比如通過加強建筑物的延性設計來提高整個建筑的安全穩定性。第二，荷載力。對低矮建筑而言，其結構設計時應當重點考慮其結構豎向荷載，對其豎向荷載進行嚴格控制，從而提高其整體荷載強度和能力。第三，變形特點。建筑尤其是高層建筑，其水平負荷相對較大，在實際利用時可能會出現變形問題，以致于建筑結構和建筑工程的安全可靠性受到嚴重的影響。在建筑結構優化設計過程中，應當以提高結構安全穩定性為目的，尤其要加強側移變形的有效管控。

2.2 優化利用建筑結構設計技術和方法

首先，加強建筑結構安全設計。實踐中為了能夠有效延長建筑結構服役年限和降低實踐中的各種安全問題發生率，應當有效利用先進的技術手段和方法來提高建筑結構的安全可靠性。具體而言，主要表現在以下方面。第一，對圍欄以及建筑墻體等結構組成加強安全管控，通過對風雨、雷電等各種影響因素進行綜合考慮，進一步完善和健全建筑結構設計方案；第二，通過對擬建工程建筑結構的應用不確定因素綜合權衡，強化建筑結構安全設計意識，并且體現在設計方案之中。在應對建筑結構火災安全隱患問題時，設計人員應當通過對人群疏散密度以及消防通道的設計寬度進行綜合考慮，并在此基礎上確定消防通道設計方案，以此來降低火災及其危害。

其次，加強建筑結構穩定性設計。建筑結構設計過程中，為了保證其結構安全穩定性，應當注意以下幾點。一是，基于先進技術的應用，通過對結構穩定性分析，積極開展建筑結構設計工作，對地震、風雨等自然影響因素進行綜合考慮，制定方案，從而增強建筑結構的安全穩定性。二是，綜合考慮優化技術及其應用優勢，從建筑結構的基本特性、服役年限以及整體布局等多個方面著手，獲得最具參考價值的建筑結構設計方案和信息，以此來提高建筑結構設計的穩定性。

最后，加強建筑結構抗震安全性優化設計。第一，建筑物高、寬設計。建筑物在發生災害時，其最終的受損程度與建筑結構的高、寬有直接關系。研究表明，建筑結構因地震波動而容易導致其自身歪斜度發生變化，建筑物（結構）的設計寬度需進行綜合考量。一般而言，建筑物越寬，其受損害就越嚴重，容易出現開裂問題。實踐中為了能夠有效降低各種地質災害對建筑結構造成的損害度，提高建筑結構的抵抗能力，在設計時應當注意建筑結構的高度與寬度合理設計與準確計算。第二，建筑架構設計。從實踐來看，建筑物平面設計繁雜，其質量以及韌度不均勻而且分布相對比較凌亂時，如果發生地震災害，建筑物就會出現扭曲，此時建筑結構就會受損嚴重，所以規則均勻性時建筑結構安全設計過程中需要重點考慮。如果建筑平面比較規則，而且其整體質量以及韌度也比較均勻，則地震發生時就會損傷相對較小。然而，建筑物利用參差立面結構，災害發生時容易因高度略高而出現鞭梢問題。第三，防震縫設計。防震縫是建筑結構中不可或缺的一部分，在防震縫優化設計時應當注意將建筑物分成相互獨立的規則模塊。同時，在防震縫兩側應當確保其長度與寬度的充分性，確保上層結構與防震縫之間能夠完全地隔離開來。基于建筑外形，在防震縫兩側設計墻體。雖然目前國內對于建筑防震縫的設計寬度有有明確規定，但是因地震發生時地殼碰撞，防震縫寬度可能無法保證實際需要，所以防震縫設計時應當根據實際情況適當做出調整。

此外，還要注意建筑墻體的優化設計，尤其是承重墻部分，增加承重墻以后相鄰墻體間隔就會增加，建筑物抗震能力與建筑物的剛度就會降低，在墻體設計時應當科學合理的安排縱、橫面，確保建筑結構的穩固性。

3 結語

總而言之，建筑結構設計過程中應當對成本、質量以及進度和安全可靠性進行綜合考慮，如果無法確保結構的安全性，則其他方面也就失去了意義。實踐中應當綜合考慮各方面的影響因素，采用科學合理的手段和方法進行優化設計，這樣才能提高建筑結構和建筑工程整體安全可靠性。