建筑結構工程中的耐久性與安全性設計

藺艷娥

（甘肅中元恒基建設工程有限公司，甘肅 蘭州 730030）

隨著我國建筑業(yè)迅速發(fā)展，建筑結構作為建筑工程的主體，必須不斷創(chuàng)新，強化企業(yè)的施工管理，以提高工程建設的整體質量。在施工時要全面考慮，提高施工的安全性和耐久性，針對建筑工程耐久性和安全性的設計策略進行深入研究，將有助于耐久性和安全性設計的進一步發(fā)展。其研究結果表明，該方法不僅可以提高建筑工程的耐久性和安全性，還可以提高整個建筑的設計質量。

1 建筑工程的安全

1.1 結構設計規(guī)范中的安全性

不管是哪種施工其安全都是不容忽視的，建筑物的安全是衡量建筑物工程質量的重要標準，因此，施工安全問題就顯得尤為重要。在施工質量符合安全要求的情況下，施工項目在規(guī)定的時限內能夠安全地進行施工，是建設項目的質量要求。針對結構進行的設計，其安全性主要體現在結構的承載力安全性、整體穩(wěn)定性和結構的耐久性。目前，國內有關結構設計規(guī)范的研究較少。

1.2 構件的承載力

建筑結構的承載力、荷載分項系數和材料強度分項系數的大小是影響結構安全的重要因素，當力作用在結構或構件的外部時，根據某種傳輸或轉換的邏輯，會在材料和結構中產生應力或應變。微觀材料的物理性質決定了它能夠承受的力有一個極限，一旦超過了這個極限，就會產生失效。由于受力的影響，內部的結構也會產生相應的應變，這種應變是結構在各個坐標上產生的，而在這種情況下，結構的變形也有一個叫做剛度的極限，一旦超過了這個極限，就會偏離預定的目標。

1.3 建筑物的堅固度

在施工中要考慮到構件的承載力和穩(wěn)定性，即便是某個地方發(fā)生了變化，也不會影響到整體的穩(wěn)定性。通過分析認為，結構的良好延性是評價結構穩(wěn)定度的基礎，對防止地震、爆炸等災害造成的后果，以及對減少災害損失具有重要意義。

1.4 建筑物的安全

建筑結構安全是衡量工程質量的重要標準，在工程建設中應尤其注意各類建筑物的荷載。在一般情況下，承重結構在建筑工程中占有很大的比例，但在工程建設中所占的比例卻很低。鋼筋混凝土在發(fā)生腐蝕后，不僅會對結構的穩(wěn)定產生很大的影響，而且其承載力也會逐漸下降，一旦發(fā)生此類事件，一定要引起足夠的重視，并采取相應的對策。

2 建筑結構工程中常見的安全問題

2.1 火災安全問題

目前，建筑工程設計工作越來越復雜、困難，為了達到整體功能，設計人員需要對各種不同的建筑結構進行有效規(guī)劃。一方面，在挑選材料時，要選用耐火性高的材質，不能采用易燃、易爆的材料。同時，由于建筑本身的特殊性，內部空氣不流通，易導致火災的發(fā)生。另一方面，隨著樓層的增加，安全疏散工作的便利程度會隨之下降，安全疏散所需要的時間會隨之增加，這就使得消防安全的設計變得更加困難。在現代建筑工程中，消防門、消防栓、防火墻等都是不可或缺的結構，在進行結構設計時要充分考慮到煙霧的來源和排氣管的位置，以此避免煙霧擴散。

2.2 地震設計問題

地震設計問題是現代建筑工程中一個相對薄弱的環(huán)節(jié)，而現行的建筑物結構又是復雜的，因此，在進行抗震設計時必須充分考慮各種不確定因素。建筑結構設計人員必須重視地震引起的破壞，并掌握其設計原理，提高抗震設計的科學性。同時，還需要對建筑物的抗震參數進行準確計算，以保證其抗震性能符合實際需要。在高層建筑設計中如果忽視了抗震設計的重要性，將會使建筑結構的抗震性能喪失，從而降低整體的使用壽命，危及使用者的生命安全。

2.3 抗風設計問題

在建筑結構設計中必須考慮到天然風的作用，工程師應對其進行加固設計，需要對結構的抗壓強度和風荷載進行綜合計算。目前，建筑業(yè)正朝著高層發(fā)展，高層建筑雖然能夠在一定程度上起到遮風避雨的作用，但是，如果建筑內部的空氣流動出現了明顯的變化，那么建筑物與建筑物之間的風洞效應就會變得更加明顯，甚至有可能造成結構損壞。另外，由于劇烈的地震，大樓的玻璃幕墻會出現斷裂現象，導致懸掛物脫落，墻壁結構受損。在抗震設計中如果沒有足夠的抗風能力，將會對結構的安全和工作性能產生負面影響。

3 建筑結構工程的耐久性設計策略

3.1 耐久性的設計要求

首先，在結構壽命期限內，應盡量避免結構大修和修補，確保其正常的壽命。其次，一般采用C40級以上、設計年限要求50年的混凝土，地基的縱向應力應大于40mm，無襯墊時應超過70mm。

3.2 建筑結構工程的耐久性

選用材料時要根據工程的具體要求選用合適的建材，避免在實際建筑設計中發(fā)生不符合的問題。例如，在選用混凝土時，若施工環(huán)境溫度較低，應選用具有較高穩(wěn)定性的混凝土，并對其進行適當的防護，防止其在低溫環(huán)境下發(fā)生結構變形，以延長工程壽命。

3.3 建筑工程的耐久性設計

檢測是對建筑工程耐久性進行監(jiān)控，可以及時發(fā)現問題、及時處理。一般在施工結束后，正式投入運行前，要定期進行耐久性監(jiān)測，以確保工程的可靠性。檢測內容主要包括外墻磚墻、玻璃幕墻等，并將施工中出現的結構問題及時上報相關部門，根據實際情況提出相應的整改措施，從而提高施工質量。

4 建筑結構工程的安全設計策略

4.1 建筑結構安全規(guī)范設計

建筑結構重要組成部分的作用是指：建筑物在遭受嚴重破壞時的承載能力和穩(wěn)定性，當受到嚴重破壞時可能會發(fā)生局部損傷，但不會發(fā)生倒塌。在進行建筑規(guī)范設計時，必須對建筑結構進行安全設置，其中涉及建筑結構整體的穩(wěn)定性、承載力設計的安全性、結構的耐久性等。

4.2 建筑結構承載力安全設計

承載力主要包括結構荷載安全設計、結構荷載分項系數設計、結構材料分項設計等。只有對上述內容進行安全設置，才能確保工程結構在使用中所能承受的最大安全值。在建筑結構承載能力設計中要考慮到構件的整體效應，由于建筑結構的承載力、建筑材料的不同，其最終的安全性也會有很大的差異，在進行建筑結構設計時必須全面考慮上述因素。

4.3 建筑物的堅固度設計

建筑物的堅固程度直接影響到建筑物的安全。在這個過程中必須確保建筑物的完整性，而不是單一地加固，這樣的設計很可能會導致建筑物的內部結構倒塌，從而影響到整個建筑的穩(wěn)定性。建筑物還必須具有良好的延展性，以確保建筑物在遭受爆炸和地震時的穩(wěn)定，并減少人為因素對建筑設計的影響。在進行工程安全設計時，應按施工現場的要求，制定全面的設計方案，以提高施工項目的設計質量。

5 提高建筑結構工程耐久性和安全性的建議

5.1 提高建筑施工人員的專業(yè)素質

施工人員的專業(yè)素質是建筑結構工程安全的一個重要方面。由于建筑設計本身比較復雜，系統(tǒng)性比較強，所涉及的理論知識也比較復雜，要求建筑施工人員具有較強的專業(yè)知識、較強的靈活性和較強的應變能力。而且，在進行設計時，還要有探索精神，不斷地研究和分析施工項目，不斷地調整和優(yōu)化設計方案，以保證工程的安全和穩(wěn)定。隨著時代和設計產業(yè)的發(fā)展，設計人員的設計觀念和思想也要發(fā)生變化，要摒棄以往低效率的設計思想和方法，采用更為先進的設計思想和方法，以提高工程施工的安全性。

5.2 完善建筑工程的理論

隨著建筑業(yè)的發(fā)展，結構設計必須從整體上進行完善和優(yōu)化。設計人員必須對概念性的理論知識有較深的理解，以保證其在一定的理論指導下形成完整的設計思想。還應注意工程項目的文件內容和要求，設計人員要明白文件的要求和表達方式，做到言簡意賅，讓施工人員和技術人員都能完全理解。特別是在一些比較復雜的建筑工程中，設計人員必須重視設計文檔的編寫，以保證對施工人員起到施工指導的作用，使施工安全達到設計的預期。

5.3 對建筑物的承載力進行深度設計

建筑結構是由各種不同的建筑工程部件構成的，需要對其進行安全設計，而影響結構安全的關鍵是承載能力的設計，所以，安全設計的關鍵是結構的承載能力。在進行設計時要充分考慮建筑物的安全性和實用性，使其在正常的使用狀態(tài)下，不會對各種功能造成影響，從而保證工程費用在合理的范圍內，并在此基礎上，對結構的承載力進行分析和計算，考慮外界環(huán)境對附加荷載的影響，還應明確多個構件本身的抗力，以提高其整體性能和安全水平。

5.4 強化新技術的運用

隨著社會和科學技術的不斷發(fā)展，技術和軟件被運用到建筑工程中，提高了工程施工質量和施工效率。傳統(tǒng)的建筑設計軟件不能很好地滿足設計人員的實際需要，所以，在施工時要加大對新技術的運用。如BIM技術，可以解決計算機程序與建筑結構計算軟件之間的不匹配問題，并且可以利用3D數字模型更好地顯示出建筑的力學參數和動力特性，從而為施工安全提供可靠的依據。在不久的將來，將會有越來越多的新技術被運用到建筑工程中，這就需要設計人員不斷地掌握新技術，提高其使用效率，從而保證建筑的安全。

5.5 設計過程中考慮外部環(huán)境

很多建筑的施工環(huán)境非常惡劣，一直使用的混凝土已經失去了原有的堅固性，如果進行不正確的操作，其使用壽命會很短。所以，施工前一定要調查當地環(huán)境、了解當地氣候等，并在考慮多種因素后選擇適合當地條件的建筑材料。此外，應合理處理當地的自然條件，避免酸雨和廢氣排放，為建筑施工提供良好的條件。

5.6 完善規(guī)章制度

建筑工程的安全性和耐久性越來越重要，因此，政府應該頒布健全的建筑工程法規(guī)。根據不同地區(qū)、不同的建設條件，出臺不同的針對性方案，制定相關政策，支持技術創(chuàng)新。建立合理的管理方案，管理施工人員，保證施工人員在施工過程中的作息。建立健全施工組織，確保施工質量。

5.7 強化維護意識

建筑工程的維護很重要，如果只注重設計和施工，缺少維護，建設項目的穩(wěn)定性就無法得到保證。施工企業(yè)應加大維護投入，提高技術人員的專業(yè)能力和水平。

5.8 加強建筑結構工程的檢測和保護

在建筑工程施工中，應當定期對建筑工程進行檢查和維護，以保證建筑材料的穩(wěn)定性和工程質量。要建立嚴格的檢查管理制度，用制度來監(jiān)督人員，讓施工人員對建設項目的檢查更加負責，提高檢查項目的工作效率，發(fā)現問題及時處理。在工程建設中，檢測手段和維護操作非常重要，制定合理的法律法規(guī)，以督促建設部門對建設項目進行維護和測試。同時，完善維護和檢測技術，更新檢測設備，從而提高檢測質量。采用多種測試方法對項目進行測試，以獲得全面有效的數據，并制定相應的維護措施。

6 結語

提高建筑工程設計的安全性和耐久性已成為相關領域的一個重要課題。建筑結構工程的安全問題主要有消防安全、抗震設計、抗風設計等方面的問題，我們可以通過提高專業(yè)知識、完善結構工程理論、深入分析結構的承載力、加強新技術的運用來提高建筑結構工程的耐久性和安全性，使建筑結構工程能充分適應建筑工程的基本要求，推動建筑工程的發(fā)展。