論如何在建筑結構設計中提高建筑的安全性

王 芝

（徐州長順置業有限公司，江蘇 徐州 221000）

近些年，人們對生活質量和居住條件的要求不斷提升，相應地，對建筑工程的綜合品質也提出了更高的要求。與此同時，國家也出臺了相關政策呼吁建筑的節能化、高效化發展，這就要求建筑企業積極運用結構設計優化方法，使有限的空間與資源的價值得到最大化發揮，進而促進建筑工程實用性、經濟性發展目標的實現，這對我國整個建筑行業的可持續發展來說也是大有好處的。

1 建筑結構設計存在的問題分析

1）設計規范性問題。在建筑結構設計中，設計圖紙會對后期建筑項目施工建設產生直接影響，因而必須保證其設計科學合理，進而優化建設質量和效率。然而，在實際設計中，圖紙設計不規范的問題始終存在。圖紙設計會涉及建筑結構設計的類型、抗震等級與結構材料等多方面內容，若考慮不到位會對建筑工程的設計質量產生一定影響。以某建筑項目為例，建筑高度18.6米，在結構設計中建筑物的地上結構設計圖紙并未根據規范設計標準對梁柱的相關參數加以標識，梁柱配筋圖的設計相對混亂，設計圖紙符號準確性較差，以上問題均對工程結構設計質量和進度產生不利影響，嚴重的情況還會引發一系列安全隱患。

2）抗風問題。因為高層建筑的樓層較多并且高度較高，所以，相對其他建筑，高層建筑更容易受到風的流動性與空氣動力效應的影響。由于建筑樓層高度不斷增加，在風荷載較大的情況下，很容易對建筑物的墻體、裝飾結構及支撐結構造成傷害，降低建筑物的穩定性。因此，進行高層建筑結構設計時，需要對結構進行抗風設計，防止建筑物受自然因素的影響而存在隱患。

3）不注重結構縫設計。房屋設計不是獨立存在的，要綜合考慮到各種影響因素，一些高層建筑設計并沒有全面考慮到結構的問題，建筑領域相關人士對結構縫不夠重視，也是造成房屋質量的主要成因。進行結構縫設計前，需要對建筑工程完好性、收縮性、地基均勻性等全面分析，把握好各相關的問題，在不影響成本的前提下，重視結構縫設計。當前，一些企業為了減少成本，往往不重視結構縫設計，如果結構縫不合理，那么就會影響建筑的穩定性，導致建筑物應用期間出現開裂、沉降等質量問題。為了提高房屋設計品質，房屋建筑設計工作開始前，就要做好現場勘測，全面了解建筑物周圍情況、體型狀態、生態環境等，通過各種參數對比，合理設計好結構縫，科學布局、合理判定，從而提高建筑物工程整體質量。

2 建筑結構設計下提高建筑安全性的方法措施

1）強化設計圖紙規范性。在建筑結構設計中，結構設計圖紙的作用不容小覷，可為后期建筑工程項目的施工建設提供必要參考。為此，在建筑結構設計期間，應強調設計圖紙的設計規范化與合理化，保證結構設計圖紙質量達標，以免引發設計質量問題。另外，對于建筑結構圖紙的設計應遵循具體規定要求，參考項目建設具體狀況，將圖紙中不同類型的符號和數據等相關參數詳細標識出來，特別是復雜結構的參數。作為設計工作人員應強調設計圖紙設計的作用，在設計前了解項目具體情況，系統勘察項目場地環境與水文條件等相關資料，以保證建筑結構設計圖紙資料更全面更可靠，不應僅依靠個人設計經驗確定材料與結構構件尺寸，以免影響圖紙質量。在此基礎上，完成設計圖紙設計工作后，設計工作人員應嚴格校核圖紙準確性，對設計圖紙不合理問題及時發現并糾正，以免出現不必要設計問題。

2）提高建筑抗風荷載作用的能力。為了使高層建筑抗風構件與結構設計的牢固性符合要求，對高層建筑結構進行抗風設計時，必須充分做好以下工作：第一，重視基礎設計，只有高層建筑的基礎部分穩定性較強，才能保證高層建筑上部分結構的穩固性。地基承載力和不均勻沉降是高層建筑基礎設計首要考慮的問題。應根據地質情況選擇合適的持力層，并根據地區經驗計算沉降，以加強基礎設計的合理性。第二，通過改變建筑的輪廓設計和高度，改變區域建筑布局，以及種植綠植等改變風荷載的強度和方向進而削弱風荷載對建筑的作用。

3）整體優化和局部優化。房屋設計表現出明顯的層次性和復雜性。首先，從層次性上來看，其主要涉及建筑設計體系、結構體系和安裝設計體系等，且上述每個體系之下還包括諸多小的分支體系。設計人員在開展建筑結構設計工作的時候，應當結合工程的具體情況以及各個分支的特點加以優化，循序漸進地解決各環節遇到的困難，進而確保整個項目的順利完工。其次，站在復雜性的層面來看，其主要涉及建筑原材料的選擇、設備的選擇以及結構類型的確定等內容。所以，不管是哪種類型的房屋建筑，都可從整體和局部出發進行優化，最終實現建筑結構設計水平的最大化提升。

4）建筑結構構件的抗震設計。強柱弱梁、強剪弱彎和強節點弱構件是進行框架結構抗震設計時的重要概念。相較于梁構件破壞而造成的局部破壞，柱子的破壞會危及整體結構的安全性，造成結構的整體垮塌。因此，在結構中為了保護柱，增強結構抗地震能力，將塑性鉸先出現在梁部，通過發展一定的塑性來吸收地震能。還有強柱系數，梁柱線剛度比等都是相應指標。強柱弱梁使梁端的塑性鉸先出、多出，盡量減少或推遲柱端塑性鉸的出現。適當增加柱的配筋可以達到上述目的。需保證強剪弱彎是因為剪切破壞是一種脆性破壞，而彎曲破壞是延性破壞，有所預兆，所以能進行及時的人員疏散、財產轉移。在進行抗震設計中，梁柱的剪力設計值需按規范要求進行調整。不同抗震等級的梁、柱采用不同剪力增大系數，同樣需考慮材料實際強度和鋼筋實際面積2個因素的影響。強節點弱構件則需對節點核心區進行抗震驗算，并且在各抗震等級下的框架節點均應符合構造措施要求。除此之外，進行抗震結構設計時，還可以參考其他減震設計來提升結構延性。例如，可以將多段墻框架融入抗震審計中，在遇到地震時，可以進行地震能量的轉接和吸收，從而起到良好的減隔震作用，提升建筑結構本身的穩固性。

5）準確計算結構構件性能指標。對于建筑結構設計而言，為保證設計與工程受力實際結果相契合，應在準確計算結構性能參數的基礎上，對比實際要求，亦或是根據要求參數計算結構性能，增強結構設計合理化。以樓板設計為例，為保證形變和裂縫在建設過程及使用過程控制在合理的范圍內，應嚴謹認真的輸入相關計算數據并對其結果進行分析判斷，保證其在結構形變允許范圍內。在計算數據的時候，設計人員應根據設計要求與規范開展工作，堅決不允許受主觀意識影響判斷，也不應簡化處理計算數據。

3 結語

綜上所述，建筑結構會承受較大荷載，如果穩定性與抗震性能無法滿足國家規范、規定等相關要求標準，很容易出現坍塌或者是位移等多種安全問題。對此設計人員需要重視結構設計的合理性，強化建筑結構圖紙設計與抗震設計、荷載設計等內容，切實保證建筑結構設計的質量安全，為建筑工程項目建設提供依據和支持。