關于工民建結構設計中的安全性探討

陳旭

中鐵上海設計院集團有限公司天津分院 天津 300073

引言

隨著我國現代化建設的不斷推進以及城市的不斷擴建，工民建越來越為人們所青睞。但是由于工民建自身存在的一些特殊性，導致工民建在施工和設計時具有相當的難度和挑戰性。

1 工民建結構設計的特點

工民建結構設計的特點主要涉及以下方面具體內容：在結構設計當中安全是最基本的，施工質量和安全問題直接關系著人們居住的舒適性，關系著人們的人身財產安全等，所以在工民建結構設計方法的優化過程中堅持安全性是基礎。影響工民建設計的因素很多，部分不當因素的出現必然會給施工埋下安全隱患，發生安全性的問題。所以，為了避免此類事故的發生，加強安全管理，重視安全教育，多考慮安全性的因素。同時，還需要考慮建材的節約性、環保性等問題，嚴格避免資源浪費，提升資源的利用效率。在進行工民建項目結構設計的過程中，其主要特點在于工民建結構的實用性以及安全性等方面。除了確保工民建結構設計的安全性之外，還需要對結構的經濟性給予足夠關注。在設計工民建項目結構的過程中，不但需要確保工民建的穩固性，同時還要表現出工民建的經濟效益以及使用價值[1]。

2 工民建結構設計中的安全性設計措施

（1）加強對于工民建結構體系整體合理性的重視。工民建結構設計中的安全性設計措施之一，是加強對于工民建結構體系整體合理性的重視。在進行工民建結構設計的過程中，必須嚴格遵守相關的工民建法律法規與國家標準，在設計工民建結構體系的過程中要充分應用目前先進的技術，特別是對于工民建結構的主體設計與抗震設計，需要根據工民建施工材料的實際狀況來進行分析研究，采用合理的結構體系，確保整體工民建結構的安全穩定性。另一方面，對于工民建結構平面的方案設計，如果設計不合理，就會導致工民建結構各方面，各角度都會存在一些不合理的問題。如果在具體的設計過程中發現土質地貌存在一些特殊性，需要根據目前的實際狀況采取合理的基礎形式，例如一些淤泥場地，需要加強對地基的處理，減少基礎不均勻沉降，從而確保工民建結構整體的防震性能[2]。

（2）對工民建結構上部的優化。工民建結構設計中的安全性設計措施之二，是對工民建結構上部的優化。在工民建結構設計當中剛度，強度與抗震性地都是要重點考慮的問題，剪力墻結構在這方面發揮了比較重要的作用，并且實現了廣泛地應用。因此，在工民建結構優化設計中要利用好剪力墻結構，減少事故發生的可能性，尤其是在自然災害方面所取得的作用更加明顯，極大地穩定了人心，給人們提供了安全的居住環境。此外，在結構設計優化方法中，如何對剪力墻進行科學的設計是關鍵的一部分，要保證剪力墻的重量可以均勻地分布，并且所有樓層的結構重點以及平面的剛度等都要保持一致性。而且在結構設計的過程中，還要重視剪力墻的承重，剪力墻的水平方向等問題，對平衡與縱向之間的角度平衡性問題進行考慮，但如果在施工過程中出現了比較特殊的情況，導致剪力墻的承受能力降低，致使剪力墻的延展性不夠，根據工程項目的實際情況對相關數據進行科學的計算，更好地滿足工程項目的實際需求，盡最大可能地降低自然環境對于工民建的不良影響。

（3）裂縫及其他損傷。工民建結構設計中的安全性設計措施之三，是裂縫及其他損傷。首先，鑿除需焊接箍筋部位的混凝土保護層，至箍筋漏出保護層大于10d，并對銹蝕的箍筋進行除銹阻銹處理，處理后對損傷嚴重的箍筋進行單面搭接焊加固處理，搭接長度不小于10d，對保護層缺陷部位清除浮渣后進行涂刷結構界面膠劑，壓抹高延性混凝土至構件基面處（構件混凝土表面應予以鑿毛處理，鑿毛后的表面凹凸差不小于5mm，并應采取涂刷結構界面膠劑、種植剪切銷釘的方式使新舊混凝土可靠連接）。壓抹高延性混凝土應于界面膠劑未干燥前進行，分層次抹壓，每次抹壓的厚度不宜超過10mm；高延性混凝土面層施工完成后應在12h內，且高延性混凝土終凝后進行覆蓋保濕養護，養護時間不應少于7d。碳纖維加固前，應對加固的混凝土構件表面進行檢查，對混凝土表面凹陷不平處采用修平膠修平處理。按照設計要求裁剪碳纖維布，配制、攪拌碳纖維膠粘劑，然后均勻涂抹于碳纖維布粘貼位置。按要求粘貼碳纖維布，使得碳纖維膠粘劑滲出碳纖維布外表面而充分浸潤。碳纖維在粘貼完成后，表面應涂刷面膠并粘撒細砂，待面膠固化干燥后，在碳纖維粘貼加固區域采用水泥砂漿粉刷抹灰，水泥砂漿抹灰須加掛鋼絲網，以防止抹灰層龜裂脫落。加固方式可以由加固設計單位進行專項設計，采取可行有效的方法進行修復處理，采用碳纖維復合材料進行了加固，保證建筑安全使用和構件的耐久性[3]。

（4）科學選用工民建結構材料，深化結構設計優化效果。工民建結構設計中的安全性設計措施之四，是科學選用工民建結構材料，深化結構設計優化效果。工民建結構材料的合理選擇往往會對結構主體性能產生重要影響。結合以往的結構設計經驗來看，工民建結構在遭受地震作用影響時，所遭受的地震作用力與工民建結構剛度之間往往呈現正比關系。也就是說，剛度越大的工民建結構構件，所遭受的地震危害影響表現越大。針對此，在選擇工民建材料的過程中，建議工作人員應該嚴格按照工民建抗震要求選擇合適的材料進行應用。如對于工民建屋面構件而言，可利用輕質材料取代厚重材料，目的在于減少工民建結構構件重量，降低地震危害影響。除此之外，在現場應用工民建材料的過程中，施工管理人員應該加強對抗震材料質檢問題的重視程度，確保工民建材料質量安全無誤之后，才可以入場使用。

（5）立面結構安全性優化。工民建結構設計中的安全性設計措施之五，是立面結構安全性優化。在工民建建筑中，其工民建結構在設計期間，優化設計應側重工民建建筑實用性，加強工民建建筑整體色彩設計審美效果。線條設計方式，取決于工民建建筑立面高度因素，以此順應工民建工程的各項施工需求，提升工民建建筑設計的美觀性。針對工民建建筑危險區，色彩以紅色為主，以此提升工民建設計的實用性，增加工作人員工民建建筑工作的安全性[4]。

（6）抗震加強措施。工民建結構設計中的安全性設計措施之六，是抗震加強措施。①在結構布置上通過加強周邊構件的截面尺寸，使得結構有良好的抗側剛度及抗扭性能。②對于嵌固端設計假設：通過地下室增加剪力墻、加腋等措施，保證首層滿足嵌固端各項要求。③針對平面開洞部位，采取以下措施：加強樓板剛度，標準層樓板厚度均取130mm，開洞較多的位置樓板厚度增加到150mm。在計算中按彈性樓板進行內力分析，計算結果樓板面內最大主應力小于混凝土的抗拉強度標準值，同時加強洞口周邊梁墻配筋，凹口周邊樓板采用增加樓板厚度，雙層雙向配筋，提高板的配筋率等措施。

（7）扭轉問題的解決辦法。工民建結構設計中的安全性設計措施之七，是扭轉問題的解決辦法。隨著人們審美需求的提高，單一的完全對稱性的工民建設計已經不能夠再滿足人們的需求。個性化，多樣化的工民建正成為城市發展的趨勢。而即便如此，設計師在設計時仍然要在一定范圍內尋求工民建形狀和結構的對稱，以此來保證工民建的受力合理。盡力使工民建結構的質量重心和力量調度中心結合在一起，最大限度地增強工民建的抗災害能力。并且在設計完之后，施工方在實地操作時要與專業的工民建人員相互合作，相互促進，最大限度的調整因設計上的缺陷而造成的工民建結構上的不足。即使在設計不規則工民建時，設計師也應從更大的層面上，從整體的層面上去思考工民建的平衡性，力求通過力學結構的改變來解決工民建的扭轉問題，減少因不規則而造成的工民建不穩定[5]。

3 結束語

綜上所述，對工民建安全性造成影響的因素有很多，通過提高安全意識、優化結構設計、加強結構抗震性能設計、做好施工管理等方式，能夠有效解決工民建結構設計存在的安全隱患。對于工民建工程來說，工民建結構設計是非常重要的。對于工民建結構的設計來說，必須要以安全為基礎，嚴格按照國家對于工民建結構設計的相關規定，提升工民建整體的安全質量，全面推動我國工民建結構設計行業的快速發展，為人們提供安全可靠的建筑。