淺析工業與民用建筑結構設計中的安全性

摘? 要：工業和民用建筑設計必須具備足夠的安全性，基于此本文對結構設計的安全性進行研究。首先分析安全性設計意義，然后研究當前設計中普遍存在的問題，最后分析如何提高設計水平，以此保證工業與民用建筑的安全性。

關鍵詞：工業建筑;民用建筑;結構設計;安全性設計;要點

中圖分類號：TU318? ?文獻標識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2020）02-0000-00

0 引言

在工業和民用建筑的使用中，安全是最基礎的要素，工業與民用建筑結構的安全性對于建筑結構的設計來說至關重要，安全性能的高低對于國家財產以及人民的自身安全具有重要影響，所以，在工業與民用建筑結構設計過程中，必須要以安全性能為前提，然后再進行其他性能設計。本文主要對工業與民用建筑結構設計中存在的安全隱患進行詳細研究，并且為提高建筑的安全性提出幾點建議。

1 工業建筑和民用建筑結構設計安全性意義

1.1 提高工業和民用建筑結構安全性的意義

建筑結構設計是一項十分復雜的工作，無論是工業建筑還是民用建筑都是如此，結構設計的安全性需要考慮施工和使用兩個階段，安全性就是在保證建筑結構設計科學性和合理性的前提下，也能保證結構具有足夠的安全性，保證建筑從施工期到后續使用中，都符合預期功能要求，保證結構在承受正常施工和正常使用時對可能出現的各種荷載、外加變形等作用及在偶然事件發生時或發生后仍能保持必要的穩定性，不致倒塌。同時，還需要考慮建筑在適用性和耐久性方面的要求，保證建筑物的功能可以被最大程度的使用。

從另一方面講，當前我國正處于建筑體制改革的關鍵期，在這一時期國家和建筑企業為了實現更快的轉型發展，在人力與財力方面加大投入，建筑工程項目質量大大提升。然而隨著物質生活水平的不斷提升，人們對住房、辦公的需求也在不斷提高，對安全及舒適度的要求也在不斷提升。這就促使工業建筑和民用建筑在工程設計時更加地重視安全性問題，而安全儲備在建筑工程中的成本消耗占比并不大，卻能夠有效地使建筑的穩定性與安全性顯著提升。所以說，居民對用房的建筑安全問題越來越重視。而從建筑結構設計與居住的長久性上考慮，在建筑施工過程中應用高質量的施工材料，提升建筑的安全儲備能力，對提升建筑結構的穩定性，延長建筑結構的使用時間，確保設計的安全性等具有重要意義，這也是造福利民的大好事。安全無論是在何種工程項目中都是核心，只有保證了建筑結構設計安全，才能夠保證施工的安全，才能夠保證施工人員、居住人員的安全，所以需要將安全性貫穿到任何建筑形式的結構設計及施工過程中。

1.2 結構設計安全性和工業建筑、民用建筑的關系

工業和民用建筑的結構安全性和建筑結構設計密切相關，因為建筑會受到自然災害、人為過失等的影響，這會對建筑造成嚴重破壞，能否保證建筑物內部的人員安全，和建筑結構設計水平、綜合水平關系密切。例如一些建筑在受到輕微地震后就會出現墻體結構變形、破裂的影響，導致建筑物的質量降低，這說明建筑物的安全性存在問題。為了提高工業建筑和民用建筑的安全性，就該對建筑物的結構設計方法進行充分的論證，保證建筑物的各項指標都能夠符合要求，減少施工中和未來使用中存在的安全隱患。

1.3結構設計的經濟性

工業與民用建筑雖然在建筑結構設計上有一定差異，但是他們對安全性與經濟性的需求是一致的。建筑結構設計的經濟性是建筑施工中又一項重要內容，也是建筑工程項目可以順利進行的基礎和前提，確保建筑結構設計的經濟性也是保證安全施工的前提條件。在工業與民用建筑結構設計當中，保證建筑結構的安全性與施工質量，才能夠保證建筑工程可以獲取相應的經濟效益，才能夠促使建筑工程項目最大效益的實現。與此同時，國家大力發展建筑行業，支持建筑工程施工，主要目的也是要推動社會經濟的發展，所以工業與民用建設結構設計的安全性與經濟性密切相關，互相作用。

2 建筑結構設計中的安全問題

2.1設計人員缺乏足夠的安全意識

由于工業與民用建筑的結構設計是一項長期、復雜的工作，首先不僅需要設計人員具備認真、嚴謹的工作態度，也需要有豐富扎實的理論知識基礎。在具體的結構設計中，設計人員要在深刻理解相關規范的前提下，嚴格要求自己，保證所進行的設計都非常準確。其次，設計人員還需要在空閑的時候對自己的設計進行定期的反思和總結，為以后的工作積累經驗。最后，設計人員還應意識到建筑設施抗震性能的重要性，進行設計思想的及時轉換。如果具備相應條件，應到地震現場了解相應情況，認識到地震的危害形式與破壞方式，為以后的設計工作打下基礎。提高建筑結構的耐久性與安全性，會對社會產生非常積極的影響，作為設計人員必須認真對待這個問題。當前建筑施工的水平、建筑設計的水平與社會總體經濟的發展狀況都會影響到建筑結構設計的安全性。一些建筑設計甚至為了功能性而對安全性做出了很大的妥協，但是在安全性不符合要求的情況下，功能性就同樣很難發揮出來，因此設計人員必須協調好建筑功能性設計與安全性之間的關系。

2.2 未結合抗震要求開展設計

在對建筑物的結構進行設計時，抗震設計是不能避開的環節。要針對不同地區的地質特點和國家對于建筑抗震設計的要求來開展抗震設計。雖然我國多數領土并不處于地震帶，但是任何建筑如果遭遇地震都會對結構造成影響，一些震級較高的地震也會造成建筑物的倒塌。所以，必須在設計的時候充分考慮抗震設計的要求，保證建筑的安全性，根據各地區抗震等級的不同，作出相應的抗震設計及采取相應的抗震措施。

2.3工程勘察工作不完善

工業和民用建筑需要結合當地的地質情況才能保證建筑的安全性，所以結構設計的時候需要充分考慮工程選址的地質情況等多方面特征，為工程建設建立良好基礎，保證建筑結構能夠符合要求，避免出現安全性問題。一些工業建筑和民用建筑在施工之前，并沒有對當地的地質情況做充分的勘察，導致不熟悉當地的地質環境，例如不了解地下水的分布情況、對當地的地震烈度也缺少準確掌握，這會影響設計中的決策，比如造成建筑物地基不穩定，或者建筑不符合抗震要求等問題。一旦出現地基失穩，建設工程整體結構的破壞是工程致命性、毀滅性的重大質量事故，其不僅造成經濟上的巨大損失，而且直接危及人們的生命和財產安全，所以必須要對工程勘察工作提高重視。

2.4 施工環節存在偷工減料的問題

建筑物的整體安全性和材料息息相關，需要選擇合適的材料保證建筑的施工工藝，提升結構的性能，保證整體安全性。很多工程承包商為了利潤，會選擇價格便宜的材料以次充好，或者更改設計導致建筑物的結構存在偷工減料的情況，從而對建筑結構的安全性造成嚴重威脅，由于存在復雜的利益關系，導致對安全性的治理困難比較大。

3 提升工業建筑和民用建筑結構安全性的方法

3.1提高設計人員的安全意識

設計人員在進行工業和民用建筑設計時要具備較高的安全意識，才能在設計的時候充分貫徹安全性設計，確保結構的安全。為此，設計人員需要通過學習更加全面的專業知識，提高自身的理論水平，并且對經典的設計案例進行學習，提高自身的設計水平和專業能力，這樣才能夠保證設計人員的技術足夠扎實，最終達到提高安全意識的目的。在進行項目規劃的時候，必須要以安全性為先導，從安全性角度出發開展設計工作，在滿足結構設計安全性的情況下開展功能設計，避免因為功能設計導致安全設計水平不足的問題。設計人員之間也要加強交流，提高自身的專業知識，吸取其他人的設計經驗，提高設計水平，保證工業與民用建筑的結構設計的安全性。

3.2做好前期的勘察工作

在工業與民用建筑的結構設計中，對現場情況的勘察極為關鍵，設計人員需要立足于勘察結果來進行設計，所以必須要在設計之前，對現場進行有效勘察。勘察工作需要充分研究當地的地質情況，分析氣候等因素的影響，研究自然環境和水文條件的情況。科學地進行現場測量點的布置，保證鉆孔深度等等，這樣才能獲得準確的勘察結果，才能保證整個項目選址的正確性和合理性，才能夠保證建筑物的結構設計的安全性。

3.3合理選擇建筑的結構類型

在鋼結構設計中，應力和變形的變化比較復雜，所以一般難以做到精確控制。鋼結構應力比一般控制在0.85～0.95。應力比其實就是“安全系數”的概念，既然是“安全系數”的概念，當然越接近1，安全余量就越少。為追求經濟性，有人把設計的應力比用到0.99甚至超過1.0。一般的，控制在0.85～0.95。最大可到0.97，一般不超過1。在保證經濟性的同時保證安全性。為了保證建筑物的安全性，還需要在防火、防腐蝕的方面加強設計工作，滿足功能要求。混凝土結構相對于鋼結構來說應用更普遍，應用領域更廣泛，但是使用鋼結構的優勢在于施工速度更快，成本控制也相對容易，設計時也要結合投資和工期要求，選擇合適的結構進行設計，保證建筑物的安全性。

3.4提高設計工作的規范性

工業與民用建筑結構設計的合理性備受關注，由于建筑和生產、生活關系密切，為了保證安全性等質量問題，必須要建立明確的設計規范，保證設計效果。國家目前已經出臺了工業和民用建筑結構安全性設計規范，設計人員需要充分了解這些規范，并且在設計中貫徹相關要求。在對設計進行審核時，也要研究是否存在不合規的情況，制定解決方案，對設計進行改良，防止建筑物的安全性不足。

3.5重視抗震設計

在工業建筑與民用建筑項目的開發設計階段，應重視抗震結構的設計并將其放在一個十分重要的位置，從建筑結構入手，逐步探究抗震設計在建筑結構中的應用，只有在災害沒有發生之前做好防控工作，才能減少在災害發生時造成的損失，提升建筑物自身的抗震性能，保證工程建設的施工質量與建設速度。

對于結構工程師和建筑師來說，對需要進行抗震設計的建筑物，宜采用簡單、規則、均勻、對稱的結構形式。建筑外形變化均勻，避免過大的內收和外挑。建筑高度滿足房屋高寬比的要求，避免造成過大側移最后產生傾覆。

3.6進行科學的空間設計

空間設計對于工業建筑而言十分重要，因為工業建筑需要考慮生產流程需求，所以在進行空間設計的時候需要參考工業建筑內部的生產線、管道配置等方面情況。然后進行合理的區域劃分工作，保證科學性。同時也需要在進行空間設計過程中綜合考慮安全性需求，保證工業建筑的安全性，比如如何通過合理的空間設計避免具有毒性的氣體外溢等，通過合理的設計保證生產效率和安全性。

3.7嚴格開展建筑結構設計的安全管理工作

工業和民用建筑結構的安全性設計工作的開展，必須要有高質量的設計團隊做支撐，這也才能夠保證設計的科學性，而且還要有嚴格的安全管理工作條例，進行監督與監管，以保證最終的設計結果符合建筑要求。在設計團隊的選擇上，根據工業和民用建筑結構各自的特點，科學選擇，但必須要保證團隊成員資歷深，經驗足，這樣他們在開展設計工作中才能夠將各項風險考慮到位，設計出的建筑結構相對來說更加安全與可靠。另外，在選擇專門的結構設計單位時，要對其資質水平，管理水平，行業影響力等多方面因素進行綜合考量，這樣才能夠更好地發揮設計團隊在建筑結構設計方面的專業優勢和經驗優勢，設計出來的工程結構才能夠更加符合業主要求，結構的安全性與穩定性才能夠更讓人放心。

4 結語

工業和民用建筑結構的安全性設計對于建筑而言十分重要，但是目前在設計過程中還存在一定的問題，為了保證設計效果，首先需要設計人員提升安全意識，然后加強對現場的勘察工作，從而進行科學設計。設計過程中，要全面考慮建筑物的功能需求和安全需求，保證安全性和建筑功能性的協調。

參考文獻

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收稿日期：2020-01-01

作者簡介：秦海燕（1977—），女，貴州貴陽人，本科，高級工程師，從事結構設計工作。