提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性有效措施

閆 帥

（山西中方森特建筑工程設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030006）

當(dāng)前，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)極易受到多方面因素的制約，為此，相關(guān)人員必須深度分析各類影響因素，制定完善的工程設(shè)計(jì)方案，以此提升建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全的基本概念

為加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性，設(shè)計(jì)人員既可以依托統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)理論，從多維度分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本參數(shù)，保證建筑結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性；又可以結(jié)合工程所在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展概況與工程施工情況，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。但需要格外注意的是，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過度依賴建筑材料與施工工藝，會(huì)導(dǎo)致工程造價(jià)失控，增大發(fā)生安全事故的概率。在現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)體制中，盡管各地逐步加大了對(duì)創(chuàng)新建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重視度，但基于各區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平參差不齊，導(dǎo)致工程建設(shè)水平差異較大，制約了整體行業(yè)的發(fā)展。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在的各類突出性問題

2.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)穩(wěn)固性不足

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全系數(shù)低，不僅會(huì)使整體建筑質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，還會(huì)對(duì)公眾生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成潛在威脅。為此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，首要任務(wù)就是保證建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。基于我國(guó)在建筑結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)領(lǐng)域的研究深度不夠，使得諸多工程項(xiàng)目存在穩(wěn)固性不達(dá)標(biāo)的問題。

近年來，關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全事故的新聞報(bào)道屢見不鮮，如某施工工地腳手架坍塌導(dǎo)致工人身體被鋼筋刺穿、某藝人在演出過程中發(fā)生舞臺(tái)支架塌落事故等。由此可見，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不穩(wěn)固將造成嚴(yán)重的后果。

根據(jù)現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范可知，主體結(jié)構(gòu)應(yīng)做到：小級(jí)別地震不發(fā)生結(jié)構(gòu)損壞、中級(jí)別地震造成的局部損壞也可通過修復(fù)保證完整性、高強(qiáng)度地震沖擊結(jié)構(gòu)不發(fā)生整體垮塌。但大多數(shù)基層工程設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)缺乏深刻認(rèn)知，僅通過常規(guī)設(shè)計(jì)手段，或增設(shè)簡(jiǎn)易抗震防線的方式開展設(shè)計(jì)工作。而這極易導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)在地震波沖擊下發(fā)生垮塌，進(jìn)而造成無法挽回的經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡。例如，現(xiàn)澆樓板的整體抗震性能要優(yōu)于預(yù)制樓板，但現(xiàn)澆樓板的施工工序較為繁瑣復(fù)雜，且成本較高。為此，針對(duì)地震高發(fā)地帶且經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有限的地區(qū)，適宜采用預(yù)制板作為建筑樓板，其既可保證建筑的安全穩(wěn)定性，又能節(jié)約成本損耗。

2.2 缺乏完善的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

當(dāng)下，我國(guó)已構(gòu)建了完善的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范體系。其中，部分設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是建立在以往積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與借鑒的國(guó)外先進(jìn)理念之上的。針對(duì)西方資本主義國(guó)家來說，其擁有上百年歷史的建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)固性令人贊嘆。而這與工程設(shè)計(jì)師嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范息息相關(guān)。相比之下，盡管我國(guó)擁有璀璨的傳統(tǒng)文化與民族積淀，但保存完好的老式建筑卻少之又少。歸根究底，是由于我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)缺乏嚴(yán)密性與合理性。

通過客觀對(duì)比現(xiàn)下的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)可知，我國(guó)推行的部分建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)仍低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，由此，也激起了專業(yè)領(lǐng)域的爭(zhēng)議。健全且準(zhǔn)確的行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)可以為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供必要的參考依據(jù)，進(jìn)而保證整體設(shè)計(jì)的合理性、規(guī)范性與穩(wěn)固性。此外，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的各類基本條例，除要保證結(jié)構(gòu)剛度條件及穩(wěn)定性外，還需針對(duì)其它各類必要構(gòu)件可能發(fā)生的局部開裂、磨損及形變等提出明確限定，從根源消除安全隱患。

2.3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員專業(yè)素質(zhì)較差

從某種角度來說，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師的專業(yè)水平直接決定了整個(gè)工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全等級(jí)。我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員基數(shù)較大，但綜合專業(yè)水平參差不齊。一方面，部分建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的認(rèn)知匱乏，在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，對(duì)某些特定加強(qiáng)部位缺乏重視，或者盲目憑借以往實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)開展工作，進(jìn)一步增加了質(zhì)量安全隱患。另一方面，部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員專業(yè)基礎(chǔ)薄弱，接受再教育的程度有限，導(dǎo)致實(shí)際設(shè)計(jì)工作錯(cuò)漏百出，甚至出現(xiàn)構(gòu)造柱與承重柱互相混淆的低級(jí)錯(cuò)誤。且施工企業(yè)在實(shí)際工程建設(shè)過程中，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，仍然根據(jù)錯(cuò)誤的施工圖紙開展作業(yè)，使得工程建設(shè)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，增大了安全隱患。

此外，設(shè)計(jì)人員專業(yè)水平低、職業(yè)素養(yǎng)匱乏還體現(xiàn)在，未能綜合考量多元化的環(huán)境因素直接進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，承載負(fù)荷作用是影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素，但工程建設(shè)環(huán)境同樣不容小覷。例如，土壤酸堿度不同，在選擇水泥材料時(shí)，需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整；若施工區(qū)域空氣濕度較大，在選擇建筑結(jié)構(gòu)材料時(shí)，除要綜合考量砌塊、混凝土的抗?jié)B性能外，還要增設(shè)防水層。由此可見，工程環(huán)境的空氣溫濕度、土壤酸堿度及腐蝕性化學(xué)物質(zhì)等，都會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成不同程度的影響。為此，必須秉承因地制宜的基本原則，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3 強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體策略

3.1 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手段

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量安全等級(jí)決定了建筑物的性能發(fā)揮。為此，各施工企業(yè)需加大建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的專項(xiàng)研究深度，積極鼓勵(lì)設(shè)計(jì)人員大膽創(chuàng)新，且突破傳統(tǒng)理念的束縛與緊固，優(yōu)化設(shè)計(jì)手段，采取切實(shí)可行的處理措施，以保證工程的安全性與經(jīng)濟(jì)性。另外，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要立足于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)一步增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)固性。針對(duì)極易出現(xiàn)問題的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部位，要在設(shè)計(jì)過程中，明確標(biāo)注具體點(diǎn)位，并采取必要的加固措施。并根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)特征及抗震要，優(yōu)化內(nèi)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，甄選施工材料，確保整體結(jié)構(gòu)的承載負(fù)荷強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2 建立健全建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全規(guī)范低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的問題，建筑單位應(yīng)當(dāng)在積極借鑒國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀，構(gòu)建完善的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范條例，進(jìn)而為設(shè)計(jì)人員提供必要的參考依據(jù)。作為設(shè)計(jì)人員，應(yīng)嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)規(guī)范，加大對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全問題的重視度，從而提升建筑的美觀性，保證整體結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。除此之外，還需建立嚴(yán)明的監(jiān)督檢查體制，最大限度的保證工程招投標(biāo)的公開透明化與公平公正性。

3.3 明確高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)

在地震模擬中，通過對(duì)設(shè)施進(jìn)行分析，能夠以獲取的數(shù)據(jù)信息作為參照物，設(shè)置各層參數(shù)。例如，高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)墻體承載負(fù)荷力，在充分掌握地形條件與質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，繪制完整的設(shè)計(jì)框架圖，由此完成整體高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。

在建筑混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員還需創(chuàng)建設(shè)計(jì)信息庫，便于工程師檢索案例，總結(jié)方法。在研究混凝土結(jié)構(gòu)受力情況時(shí)，設(shè)計(jì)人員要選擇對(duì)應(yīng)的模型，并且客觀判斷建筑結(jié)構(gòu)。使用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)運(yùn)算和分析，為后續(xù)的運(yùn)算提供可靠的參考依據(jù)。此外，高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)處理還涉及振動(dòng)周期、扭轉(zhuǎn)角度等多樣化參數(shù)，這能夠確保整體結(jié)構(gòu)抗震性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.4 有效控制地震扭轉(zhuǎn)作用

按照地震波的方式差異，可將其劃分為水平作用、扭轉(zhuǎn)作用及豎向作用三類。這三種作用的綜合影響，是導(dǎo)致地震強(qiáng)大破壞力的關(guān)鍵要素。如果混凝土建筑結(jié)構(gòu)未明確設(shè)置位移標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)選取最大位移部分及最小位移部分的剛度，保證整體結(jié)構(gòu)位移幅度的一致性和均衡性。一旦抗震設(shè)計(jì)存在不合理的內(nèi)容，必須第一時(shí)間采取調(diào)整處理措施，將地震扭轉(zhuǎn)作用控制在最低水平，以此增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)固性。

3.5 強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員綜合素質(zhì)

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說，設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素質(zhì)決定了整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性程度。基于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員是整個(gè)設(shè)計(jì)工作的組織者與實(shí)施者，為此，其綜合素質(zhì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平息息相關(guān)。由此可見，要想切實(shí)保證建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性，首要前提是強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)，具體策略如下所述：

1）強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)技能培訓(xùn)，并為其提供充足的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，進(jìn)而拓展員工的知識(shí)儲(chǔ)備，增強(qiáng)其適應(yīng)能力、接收能力與理解能力，讓設(shè)計(jì)人員能夠快速掌握創(chuàng)新工藝的核心理念，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2）樹立正確的價(jià)值觀念，深化安全責(zé)任認(rèn)知，使設(shè)計(jì)人員充分意識(shí)到保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的價(jià)值。

4 結(jié)語

綜上所述，如今，我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展蒸蒸日上，建筑設(shè)計(jì)技術(shù)不斷優(yōu)化完善，也只有不斷改進(jìn)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體水平，優(yōu)化設(shè)計(jì)人員綜合素質(zhì)，才能推動(dòng)建筑工程的順利進(jìn)行，為建筑事業(yè)的穩(wěn)定前行提供助力。