建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如何提高建筑的安全性

王志友

摘要：隨著現(xiàn)代建筑工程行業(yè)的快速發(fā)展，人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的安全性提出了更高要求，如何采取建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心方法理念，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中全面提高建筑安全性，成為建筑工程業(yè)內(nèi)焦點(diǎn)與難點(diǎn)課題之一。基于此，文章首先介紹了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)及體系，分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性控制現(xiàn)狀及存在的問題，并結(jié)合相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)從多個(gè)角度提出了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高建筑安全性的有效對(duì)策。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);建筑;建筑安全性;改進(jìn)策略

引言

近年來，隨著建筑行業(yè)的發(fā)展越來越成熟，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也隨著科技的進(jìn)步實(shí)現(xiàn)巨大的跨越，日趨完善的超限工程設(shè)計(jì)方法和評(píng)審機(jī)制、消能減震設(shè)計(jì)方法的推廣使用，還有先進(jìn)阻尼器等高端設(shè)備，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平達(dá)到了新高度。但隨著國家的“放權(quán)”，以前由國家單位承擔(dān)的結(jié)構(gòu)安全責(zé)任轉(zhuǎn)移到結(jié)構(gòu)工程師個(gè)人身上，這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在追求所謂的技術(shù)提高的同時(shí)，必須從結(jié)構(gòu)安全角度出發(fā)，掌握提高結(jié)構(gòu)安全性的技巧。

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

隨著現(xiàn)代建筑工程多樣化發(fā)展趨勢(shì)的凸顯，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出更加靈活、更加多元化的特點(diǎn)，對(duì)相關(guān)技術(shù)方法的應(yīng)用依賴更強(qiáng)，需要在抗震設(shè)計(jì)、變形控制、水平荷載效應(yīng)與縱向荷載效應(yīng)控制等方面做出優(yōu)化處理，確保側(cè)向位移對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生的影響能夠被約束在特定技術(shù)范圍內(nèi)，防止建筑結(jié)構(gòu)性構(gòu)造缺陷等問題。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性控制現(xiàn)狀及存在的問題

2.1設(shè)計(jì)方法不合理

公路與橋梁工程，在施工結(jié)束之后還需要頻繁地檢修和返修，而建筑存在其本身的應(yīng)用作用，使用壽命相對(duì)較長，這就決定了建筑在結(jié)束施工之后不能夠頻繁地檢修和返修，于是就要在初期的設(shè)計(jì)過程中保證質(zhì)量，保證建筑不存在安全問題，具有良好的耐久、穩(wěn)固等特性。然而實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中沒有辦法考量種種不可預(yù)見的自然以及人為的因素，諸如惡劣天氣、自然災(zāi)害、人為活動(dòng)等。因此建筑在這些因素的影響下，會(huì)出現(xiàn)使用壽命縮短的后果，也會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的安全隱患，給人民群眾的生命以及財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的損失。例如在抗震設(shè)計(jì)過程中，有些設(shè)計(jì)師沒有考慮材料本身的特點(diǎn)和性能，也沒有考量建筑材料可能發(fā)生的扭曲和彎折等質(zhì)量問題，使得建筑結(jié)構(gòu)存在著很多的安全隱患，導(dǎo)致建筑材料發(fā)生陳舊老化，過度疲勞等問題，最終可能導(dǎo)致相應(yīng)的事故發(fā)生[1]。

2.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏合理性

在當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)模式下，如何更好地分配與布局各項(xiàng)構(gòu)件資源要素，實(shí)現(xiàn)集中統(tǒng)一化的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型，全面提高建筑安全性標(biāo)準(zhǔn)，一直以來都是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)問題所在。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與約束條件的導(dǎo)向性不明確，無法為形成具有針對(duì)性的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案提供可靠依據(jù)與保障。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)節(jié)奏與安全要求不斷提高的背景下，高度注重建筑結(jié)構(gòu)的外在視覺效果，漠視建筑結(jié)構(gòu)在后續(xù)使用過程中的安全隱患，斷不可行。

2.3安全性相關(guān)法律法規(guī)不健全

現(xiàn)在我國關(guān)于建筑施工等方面的法律法規(guī)都已經(jīng)相對(duì)齊全，但是針對(duì)建筑設(shè)計(jì)和工程的安全性以及耐久性的法律法規(guī)等還是比較匱乏的，導(dǎo)致在建筑施工過程中相應(yīng)的監(jiān)管人員缺乏相應(yīng)的管理手段和條款指導(dǎo)。目前建筑設(shè)計(jì)和施工的前期投入比較多，而對(duì)于驗(yàn)收和檢查的預(yù)算和撥款相對(duì)較少，導(dǎo)致很多相關(guān)的安全問題在施工過程中和項(xiàng)目竣工后無法被查出，埋下了相關(guān)的安全隱患，導(dǎo)致后期需要花費(fèi)更多的資金來進(jìn)行定期的檢查以發(fā)現(xiàn)問題，也需要更多的人力以及物力來彌補(bǔ)相應(yīng)的缺陷。這種后期檢查和維修操作方式比較復(fù)雜，也需要消費(fèi)更多的財(cái)力，而且后期建筑的使用方通常安全意識(shí)不足，忽略相應(yīng)的安全問題，導(dǎo)致問題不斷地?cái)U(kuò)大化，最終對(duì)人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成重大威脅。此外目前建筑行業(yè)也存在比較激烈的競爭行為，很多企業(yè)為了追求更大的利潤，開始縮減材料的用量，導(dǎo)致建筑材料含鋼量不足，最終導(dǎo)致材料的結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度不足，僅僅達(dá)到最低的標(biāo)準(zhǔn)，安全系數(shù)較低，因此面對(duì)相應(yīng)的偶然情況很容易發(fā)生危險(xiǎn)。

3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高建筑安全性的有效對(duì)策

3.1構(gòu)建完善的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系

完善而可靠的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系具有重要導(dǎo)向性作用，符合當(dāng)前高標(biāo) 準(zhǔn)、高要求的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全控制要求，因此應(yīng)在相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)規(guī)范約束范圍內(nèi)，建立詳細(xì)可行的建筑結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)體系，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具體方案的形成提供基礎(chǔ)依據(jù)與參考，實(shí)現(xiàn)對(duì)多類型、多模式、多維度建筑結(jié)構(gòu)資源要素的整體布局與分配。應(yīng)強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)不同構(gòu)造模塊之間的銜接性與匹配性，防止建筑構(gòu)件模塊之間的銜接匹配性不夠而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)紊亂等問題。對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系的綜合執(zhí)行效果進(jìn)行動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)與控制，對(duì)其中不符合建筑結(jié)構(gòu)安全標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的約束方法予以調(diào)整修訂[2]。

3.2建筑結(jié)構(gòu)的安全性計(jì)算

建筑安全性計(jì)算對(duì)于建筑整體的安全性可靠性是必要的，設(shè)計(jì)方案需要嚴(yán)格計(jì)算，來找出設(shè)計(jì)方案和實(shí)際工程施工的偏差，并對(duì)應(yīng)改變相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案。例如在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，需要分析建筑所處的地理位置和地面組成情況，根據(jù)安全計(jì)算合理選擇合適的建筑方案，選擇抗震能力強(qiáng)的材料，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)，剪力墻和鋼筋等環(huán)節(jié)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要重要考慮，深入細(xì)節(jié)，充分利用相關(guān)資料和調(diào)研與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。

3.3全面提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員綜合素養(yǎng)

定期組織建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員參加專項(xiàng)學(xué)習(xí)與培訓(xùn)，由建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)業(yè)內(nèi)專業(yè)人士為其講解新形勢(shì)下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全控制所面臨的新任務(wù)與新要求，將精細(xì)化、精準(zhǔn)化、集約化的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全控制理念融入工作實(shí)施全過程。對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)與分析，選擇最具代表性的安全評(píng)價(jià)參數(shù)，形成具有層次性、系統(tǒng)性與綜合性特征的建筑結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)體系，對(duì)受力狀態(tài)相對(duì)失衡的結(jié)構(gòu)構(gòu)造點(diǎn)位進(jìn)行充分設(shè)定，確保其標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、效果統(tǒng)一、要求統(tǒng)一。明確建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全信息，加大對(duì)設(shè)計(jì)過程、構(gòu)造手法以及實(shí)施進(jìn)展等方面的控制力度[3]。

3.4加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性

建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中各個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)保持合理性，只有每個(gè)環(huán)節(jié)不出偏差，各個(gè)環(huán)節(jié)相互配合才能保證建筑整體的合理性和安全性。例如鋼筋是建筑結(jié)構(gòu)中重要的組成部分，鋼筋的質(zhì)量和安裝方式將直接決定建筑整體的結(jié)構(gòu)安全以及可靠性。剪力墻的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)保證橫向鋼筋在外，縱向鋼筋在內(nèi)的準(zhǔn)則。對(duì)于地下結(jié)構(gòu)不僅僅要提供對(duì)于上部結(jié)構(gòu)的支撐力，還要傳遞載荷給地面，因此墻體整體的抗側(cè)壓的能力是極其重要的。所以不同于剪力墻的鋼筋處置方式，應(yīng)當(dāng)采取橫向鋼筋在內(nèi)，縱向鋼筋在外的原則，即與剪力墻的布置方式正好相反。此外樓板的設(shè)計(jì)也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)考慮的對(duì)象，其使用能力和可靠程度將直接影響建筑整體。樓板的相關(guān)設(shè)計(jì)中，相關(guān)從業(yè)人員需要考慮不同梁的受力情況，主次梁的受力方式不同，需要對(duì)受力大的樓板進(jìn)行單獨(dú)的考量和設(shè)計(jì)。在保證樓板設(shè)計(jì)的合理性和可靠性的前提之下，便可以減少鋼筋的使用量，從而減少工程整體的造價(jià)。

結(jié)束語：在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于建筑專業(yè)需要的效果、功能、空間等各方面的影響比較多，帶來了很多不確定因素。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要將提高結(jié)構(gòu)安全性作為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合正確的概念設(shè)計(jì)和工程經(jīng)驗(yàn)，利用先進(jìn)的信息化手段進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這樣才有利于從根本上提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性。

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