試論建筑結構設計如何提高建筑的安全性

【摘要】建筑結構與建筑穩定性、安全性有著密切關系，因為建筑結構在很大程度上決定了建筑的應力結構，良好的建筑結構可以保障建筑在外力作用、自身應力作用下盡可能的保障問題，所以在建筑設計當中，需要重視建筑結構設計。本文為了了解如何通過建筑結構設計來提高建筑安全性，將結合相關理論與普遍案例表現展開分析工作。

【關鍵詞】建筑結構;設計;建筑安全性

建筑安全性是指建筑在不同條件下的穩定性，一旦建筑穩定性被破壞，則建筑的安全性就會下降，相應威脅到建筑內人員。那么為了提高建筑安全性，在很多理論研究當中都開展了建筑結構設計研究，相應出現了很多建筑結構形式，但這些結構形式雖然具有建筑安全性保障作用，但或多或少都存在缺陷，在某些特殊條件下，并不能保障建筑安全性達標，所以有必要對此進行研究，了解其中缺陷并加以改善。

1、常見建筑結構設計缺陷

1.1抗震性缺陷

地震災害是威脅建筑安全性的重要因素，此類災害的破壞力極強，會導致建筑處于一個極其不穩定的力學條件當中，在此條件下建筑會受到不可預測的沖擊力，在一段時間之后就可能倒塌，而是否倒塌以及倒塌時長取決于建筑抗震性能與地震外力之間的差距，因此為了能夠盡可能避免建筑倒塌，或者延長倒塌的時間，在理論視角下建筑結構必須具有良好的抗震性能。根據現代建筑結構設計形式來看，很多建筑結構并沒有真正重視抗震性要求，只考慮到常規條件下，建筑是否能夠保持自穩定狀態，所以在此類建筑結構設計條件下，一旦遭遇地震災害，建筑倒塌的概率會增大，相應倒塌時間也會變得很短，此時會限制周邊人群以及建筑內人群的安全撤離時間，易引發嚴重的安全事故，說明此類建筑結構設計的安全性較低[1]。

1.2建筑材料問題

建筑材料是實現建筑結構的重要因素，所以在建筑結構設計當中，需要結合功能設計要求以及結構質量要求對建筑材料進行管控。那么在現代建筑結構設計當中，很多設計人員側重于建筑結構的功能性，即結構是否有利于管線安裝、結構的容納空間大小等，相應在材料控制上會更加重視材料的功能，相互不重視材料的質量指標，例如在一些水利建筑工程當中，設計人員更重視結構材料的防水性能，但忽略了材料是否能夠保障建筑在任何條件下的穩定性表現，相應在相關案例當中，就經常出現建筑穩定性不強，導致建筑安全性下降的問題。

1.3結構形式與實際環境脫節

所有的建筑結構設計形式在功能上都具有獨到之處，但同時也具有適用限制，即在一些特殊的地勢條件下，建筑結構的形式應當與地勢條件相匹配，否則容易引起不均勻沉降、結構開裂等質量問題。而根據相關案例的普遍表現來看，不少設計人員在選擇結構形式時，會依照設計要求來進行選擇，導致設計與實際條件脫節，相應出現問題。舉例來說，某建筑結構設計當中，其地勢環境上高下低，所以在理論上其結構要與地勢坡度相互匹配，然而實際設計當中，設計人員雖然明確了解結構要具有坡度，但沒有進行實地測量，無法得知坡度數據，相應在施工當中出現了結構斷裂現象，此時該建筑結構的安全性無法得到保障。

2、建筑結構設計安全性提高策略

圍繞上述分析內容，針對其中常見缺陷，下文將以結構安全性為基礎，提出相應提高安全性的策略。

2.1抗震性設計要求

介于抗震性對于結構安全性的重大影響，在建筑結構設計當中必須依照相應規定來進行設計。根據國家建筑抗震設計規定得知，所有建筑結構設計的抗震等級需要高于當地地震等級一級，否則將視為質量不合格，因此為了安全性保障建筑結構設計人員要遵守這一規定，同時在建筑結構形式上要重視抗震性結構，應當在保障抗震性達標的前提下，在進行功能設計，例如某建筑案例當中為了提高抗震性，其先選擇了鐘擺式結構，該結構可以在地震條件下，使建筑長時間保持穩定狀態，有利于建筑整體的安全性，同時鐘擺結構并不影響建筑功能實現，只要掌握好兩側平衡即可，因此該建筑在多次地震條件下都沒有倒塌，說明其安全性表現良好。圖1兩種典型的鐘擺抗震結構。

2.2建筑材料問題

理論上建筑材料的質量要求在優先級上高于功能性要求，所以當前重視材料功能性的設計表現是錯誤的。那么為了提高建筑安全性，在建筑結構設計當中，針對建筑材料要有限滿足質量要求，具體方法上應當圍繞建筑結構的上下部位，分析上部結構的最大壓力，相應得到下部結構的承載力需求，針對分析結果設計人員需要對混凝土、鋼筋等材料的強度等級、規格等進行計算，以滿足質量要求，相應在質量要求得到滿足的前提下，建筑結構的安全性也就得到了保障。

2.3重視實際環境條件

實際環境對于建筑結構安全性的影響是毋庸置疑的，因此在建筑結構安全性設計當中，必須以實際環境條件為基礎來進行設計。為了能夠準確了解實際環境條件，在實際工作開展之前，應當進行地質勘察、測繪工作，由此了解地形地貌、水文等地理信息，之后依照這些信息，在設計工作當中要盡可能保障建筑結構與實際條件下相匹配，同時對于一些不利于建筑質量的條件表現，要盡可能的處理改善，如果無法處理要盡量避讓，由此即可保障建筑結構的安全性。

3、其他建筑結構設計安全性保障建議

實際上要提高建筑結構設計安全性，除了上述幾項針對以往缺陷進行改善的方法以外，還有很多優化方法，例如建模軟件應用等。早期的建筑結構設計工作多依靠人工繪制平面圖紙來進行設計，這種設計方式被稱為二維設計方法，在這種方法條件下，設計人員必須把建筑結構的每個截面會指出來，并且標識出結構的參數，例如厚度、應力值等，由此才能判斷建筑結構的安全性，而這種方法在現代建筑結構愈發復雜的前提下，會導致設計工作過于繁瑣、設計人員要處理的信息、計算的內容數量十分龐大，所以很容易出現工作失誤，對此間接影響了建筑結構的安全性。那么為了對此現象進行改善，在現代技術背景下，有學者在計算機軟件基礎上，提出了一種三維建模軟件，該軟件只需要將所有相關數據輸入到系統內，就可以得到可以依照比例縮放、精度極高的仿真立體模型，該模型可以將直觀將所有結構信息展示，通過簡單的對比方法即可判斷當前設計的安全性如何，同時此項技術還具有自動計算功能，當設計人員對結構參數進行調整時，技術系統會依照相應計算邏輯來得出調整部位對其他部位的影響，所以此項技術具有極高的便捷性，可以改善二維設計方法的缺陷。此外，為了保障建模軟件應用有效，要保障輸入的數據必須準確，否則得到模型會與實際環境存在較大誤差，導致設計工作受到誤導[2]。

結語：

本文主要對建筑結構設計如何提高建筑安全性的問題進行了分析，通過分析得到結論：當前建筑結構設計工作當中，因為部分因素的影響，其中存在很多缺陷問題，不利于結構安全性，因此有必要進行改善;圍繞分析得到的問題，本文提出了相應的改進方法，實現了提高建筑結構設計安全性的目的;從側面角度，提出了其他建筑結構設計安全性保障建議，即采用計算機軟件來保障設計工作穩定性。

參考文獻：

[1]楊再軍.試論如何在建筑結構設計中提高建筑的安全性[J].建材與裝飾，2015（45）：134-135.

[2]孫文杰.論如何在建筑結構設計中提高建筑的安全性[J].科技風，2014（1）：136-137.

作者簡介：

趙偉，性別：男，出生年月：1963年2月，民族：漢，籍貫：宿州，目前職稱：高工，學歷：本科，主要研究方向： 鋼筋混凝土結構基本理論及應用。