建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中安全度問題研究

劉玉倩

摘要：在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的確定，也是一項很重要的任務(wù)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的高低，應(yīng)根據(jù)建筑所在地的經(jīng)濟和地理環(huán)境所決定。一般來說，安全度的高低，可視為此區(qū)域經(jīng)濟、技術(shù)等各方面的綜合反映，具體包括地區(qū)經(jīng)濟和資源狀況，以及建筑施工各項技術(shù)的水平高低和建筑材料的質(zhì)量優(yōu)劣。本文分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的定義，探討了提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的建議。

關(guān)鍵詞：建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;安全度;建議

建筑結(jié)構(gòu)安全直接影響建筑物的安全，由于設(shè)計或施工等原因可能造成建筑物發(fā)生各種質(zhì)量事故，如墻體開裂、構(gòu)件破壞、建筑物傾斜等，結(jié)構(gòu)不安全嚴重時甚至發(fā)生倒塌事故。結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)針對具體工程和施工的特點，需要時選用高于規(guī)范規(guī)定的最低要求，并能夠考慮結(jié)構(gòu)的耐久性要求。此外，還要從結(jié)構(gòu)的體系、構(gòu)造、材料選擇設(shè)計以及施工和使用中的各個環(huán)節(jié)保證結(jié)構(gòu)的安全性。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的定義

衡量建筑物結(jié)構(gòu)是否安全是否可靠，我們需要看其三條性能，安全性、適用性以及耐久性，而這也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的最終目標。而在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，用來度量結(jié)構(gòu)這三條性能的指標就叫做安全度。三條性能的具體闡述如下：

第一條，是建筑結(jié)構(gòu)的安全性。最終建成的建筑物，在正常的使用條件下應(yīng)當完全能夠承受可能出現(xiàn)的各種外荷載作用，具體包括其自重、各種機械設(shè)施設(shè)備、各類家具、各種人流以及自然風雪和氣溫變化等等，同時，在某些特殊情況下，比如地震、火災、颶風等等，也仍然能在一定程度的作用下，保持建筑物的整體穩(wěn)定性，不至于輕易倒塌。

第二條，是建筑結(jié)構(gòu)的適用性。最終建成的建筑物，在正常的使用情況下，應(yīng)當擁有比較良好的工作性能，可以正常地發(fā)揮建筑物內(nèi)部各組織的使用功能。

第三條，是建筑結(jié)構(gòu)的耐久性。最終建成的建筑物，在正常的使用和維護條件下，應(yīng)當實現(xiàn)足夠長的安全使用壽命，也就是設(shè)計使用年限。

二、選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的有關(guān)因素

結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的高低，是國家經(jīng)濟和資源狀況，社會財富積累以及設(shè)計施工技術(shù)水平與材料質(zhì)量水準的綜合反映。具體來說，選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度要處理好與工程直接造價、維修費用以及投資風險（包括生命及財產(chǎn)損失）之間的關(guān)系。顯然，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度時，結(jié)構(gòu)的直接造價將有所提高，而維修費用將減少，投資風險亦將減少;如果降低工程造價，則維修費用和投資風險都將提高。所以，確定建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度，實際上是在結(jié)構(gòu)造價（包括維修費用在內(nèi)）與結(jié)構(gòu)風險之間權(quán)衡得失，尋求較優(yōu)的選擇。那種單純以建造時的材料消費用量和經(jīng)濟指標來評價結(jié)構(gòu)安全度的觀點，將導致片面的結(jié)論。實際上，結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的選擇，不僅涉及生命財產(chǎn)的損失，有時還會產(chǎn)生嚴重的社會影響，對某些結(jié)構(gòu)來說，還將可能產(chǎn)生嚴重的政治后果，而且還涉及到國家的經(jīng)濟基礎(chǔ)和技術(shù)經(jīng)濟政策。

三、提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的建議

（一）合理確定設(shè)計安全度

結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的高低，是國家經(jīng)濟和資源狀況、社會財富積累程度以及設(shè)計施工技術(shù)水平與材料質(zhì)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(chǔ)，但更多的須依靠經(jīng)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(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)定的安全度水平偏低，有的偏低較多。這體現(xiàn)在涉及結(jié)構(gòu)安全度的各個環(huán)節(jié)中，如我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的構(gòu)造規(guī)定又遠比國外要求低。

現(xiàn)行規(guī)范安全度與國際相比雖然偏低，但是可以接受，這是數(shù)十年來成功建成數(shù)百億平方米建筑物的長期實踐加以證實的。但考慮到客觀形勢變化，國家經(jīng)濟實力增強和住宅制度改革現(xiàn)狀，可以將現(xiàn)行設(shè)計可靠度水平適當提高一點，這樣投入不大，卻對長遠利益有利。

（二）轉(zhuǎn)變設(shè)計思想，全面提高安全度水平

1.建筑結(jié)構(gòu)作為特殊商品，確定其設(shè)計安全度的高低不再是純政府行為，目前至少會有房屋開發(fā)商、保險業(yè)和用戶參與。開發(fā)商應(yīng)該對其出售建筑物的安全質(zhì)量負責，在影響售價不多的情況下應(yīng)盡可能提高安全度，更高的安全性能應(yīng)作為房屋開發(fā)商促銷和競爭的一個熱點。

2.我國現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計標準的低安全度原則己不能適用當前的國情，提高我國建筑結(jié)構(gòu)的安全度水平將有利于生產(chǎn)、生活水準的改善，有利于國民經(jīng)濟發(fā)展，也符合建筑物業(yè)主的利益和要求。

3.從提高結(jié)構(gòu)安全度出發(fā)，為了改善結(jié)構(gòu)物的安全性，要提倡合理地多用鋼材.而不再是挖空心思地節(jié)約鋼材。

（三）盡可能的減少墻體改造

在房屋的后期裝修上，禁止拆除承重墻和關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)部分，因為所有的建筑在設(shè)計過程中，已經(jīng)在結(jié)構(gòu)、設(shè)計方面進行了非常周密的，嚴謹?shù)挠嬎悖呀?jīng)在抗震技術(shù)標準達到了相應(yīng)的技術(shù)要求，拆除了以后，可能直接會影響這棟樓所有的力學反映。在設(shè)計過程中，盡量避免這種設(shè)計的拆除，盡量在結(jié)構(gòu)改造方面，少做文章。而之所以出現(xiàn)很多墻體改造現(xiàn)象，還是跟前期的建筑設(shè)計有關(guān)，前期的建筑設(shè)計中戶型設(shè)計是不是達到業(yè)主滿意是前期結(jié)構(gòu)設(shè)計中一個關(guān)鍵的標準，后期業(yè)主要改造裝修，不僅是室內(nèi)設(shè)計的問題，更是建筑設(shè)計的問題。

（四）建筑結(jié)構(gòu)調(diào)整中安全度的把握

在結(jié)構(gòu)方面盡量少做調(diào)整或者不做調(diào)整，即使有了調(diào)整以后，一定要做結(jié)構(gòu)的加固，建議采用鋼結(jié)構(gòu)的措施來進行加固。在整個建筑空間里，鋼結(jié)構(gòu)是相對比較安全的，比簡易墻結(jié)構(gòu)安全度更高。鋼結(jié)構(gòu)和原來的墻體有一個連接的問題，就需要在設(shè)計方面，特別要注重。在設(shè)計過程中，鋼結(jié)構(gòu)和原始結(jié)構(gòu)調(diào)整完以后，如何連接，這方面的技術(shù)要有待于加強。倡導一旦進行承重結(jié)構(gòu)的空間調(diào)整，一定邀請專業(yè)的結(jié)構(gòu)工程師參與整體的設(shè)計，來滿足空間結(jié)果的安全要求。

（五）加強結(jié)構(gòu)體系中各構(gòu)件承載能力的安全度的控制

現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，往往需要基于各構(gòu)件的植入。因而，對各構(gòu)件承載力的安全控制非常關(guān)鍵。其在設(shè)計中，需要基于結(jié)構(gòu)的負載量，尤其是結(jié)構(gòu)的連接處，其承載力的構(gòu)建，需要基于有效的構(gòu)件體系。因此，基于有效強度的構(gòu)件控制，是建筑結(jié)構(gòu)預應(yīng)力形成的關(guān)鍵。同時，結(jié)構(gòu)構(gòu)件體系的安全度，直接影響著整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

總之，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，安全度時保證建筑質(zhì)量的基礎(chǔ)，同時也是建筑施工的有力保證。在設(shè)計時，要保持建筑物的高穩(wěn)定性和長耐久度，需要進行詳細的分析和試驗。建筑物的安全，是對生命的重視，同時也是對資源的合理開發(fā)和利用。

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