建筑結構設計如何提高建筑的安全性

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摘要:施工水平和結構設計決定建筑結構的安全性，在考慮建筑功能性的基礎上，安全性應占據重要部分，建筑結構設計直接影響著建筑后期施工質量，是整個建筑過程中的關鍵環節。如何提高建筑的安全性，應在建筑行業受到廣泛重視，建筑結構設計水平則體現建筑質量，本文針對目前建筑結構設計中存在的問題進行分析，就提高建筑安全性提出應對措施。

關鍵詞:建筑結構;設計;安全性;措施

近年來，我國土木建造行業發展迅速，無論是城市建設、民用住房，還是橋梁與鐵路工程，在質與量上都有著跨越性的成就。建筑行業發展規模越來越大，同時建筑復雜性增大，趨向于地上、低下空間高效結合利用，不可避免地出現各項技術問題，很難同時兼顧建筑的功能性、美觀性和安全性等。由于建筑安全性是建筑投入使用的可靠保證，建筑安全性成為社會各界重點關注的問題，建筑結構設計工作的合理及科學性承擔重大責任。

1建筑結構設計安全性發展現況

1.1整體牢固性抗震度不夠

自然災害對建筑安全的威脅最大，以最近兩年發生的玉樹地震和魯甸地震造成的重大損失來看，一些地區存在建筑抗震性能差，不滿足國家對建筑施工規定的標準，建筑設計人員不重視抗震性，對抗震設計了解不足，忽略抗震性原則，造成抗震設計施工成為表面性工作。另外，在實際生活中，建筑局部出現問題，例如墻體開裂、變形等在某些情況下不會對建筑整體使用造成影響，但從理論上來談，建筑牢固性是建筑使用壽命的保障條件，建筑的最大承載能力、抗震性能、耐久性和穩定性都是影響建筑安全性的主要原因。相比國外建筑的規范性，國內對建筑結構設計不夠權威，相關安全規范約束力較低，存在許多問題和不足，建筑工程設計初期忽視結構冗余度和延展性，無形中為建筑安全埋下隱患。

1.2建筑材料管控質量影響建筑安全性

建筑結構設計過程中，建筑施工單位為牟取高額利潤偷工減料、以次充好，導致施工質量不過關，建筑安全性沒有保障。國家對建筑施工鋼筋的配筋率和混凝土的標號有著明確的規定，監管力度的薄弱，建筑材料質量管控達不到要求，影響建筑安全性。建筑建筑設計中部分設計人員過分追求建筑工程的低含鋼率，降低鋼材使用，雖然暫時提高了經濟效益，但是其埋下的安全隱患嚴重影響施工單位的最終利益和長遠發展。

1.3建筑結構設計不合理

建筑結構設計合理是建筑工程能夠有效施工的重要基礎，建筑質量一定程度上取決與建筑結構設計水平。一方面，建筑結構設計人員專業技能欠缺和經驗匱乏導致對建筑結構設計不合理，在建筑施工初期就留下漏洞;另一方面，在設計過程中盲目追求美觀性、經濟性等忽視建筑質量，忽略安全性的設計對建筑質量造成影響。部分設計人員在進行建筑結構設計初期時，發現設計存在不足和隱患卻為了個人或單位利益無視規定和要求，后期發生相關問題，補救困難。

2建筑結構設計中存在的問題分析

2.1結構設計環節不規范

建筑結構設計圖中必須涵蓋的設計指標分別有:建筑結構選用材料及裂縫控制等級、建筑結構抗震等級及活荷載限制和建筑結構體系及基礎類型等?？茖W合理的建筑結構設計必須盡可能將建筑施工建造過程中可能出現的問題進行分析和說明，并按照技術規范要求展現在設計圖紙上。建筑結構設計的不規范操作具體表現在使用舊圖集、作廢圖集，建筑樓層與樓高、地上與地下結構標號、柱號等重要信息沒有作明確標識等導致結構圖和施工圖內容不符，造成建筑施工不規范，現場作業隨意混亂，影響建筑整體質量，對建筑安全性造成威脅，情況嚴重時會造成重大損失。

2.2建筑基礎選型不合理

建筑基礎選型質量直接影響著建筑結構設計的實用性、安全性、合理性以及科學性。建筑在基礎選型方面不合理最突出體現在高層建筑中，尤其是地上、地下空間綜合利用的高層建筑，部分不合理的建筑基礎選型存在地基承載力不足而樓層過高導致后期地基沉降，建筑樓體變形、不穩定等問題。這些因素綜合導致建筑安全系數下降，使建筑整體質量降低，使用壽命較短，突發事件時還有可能造成更為嚴重的人員傷亡和經濟損失，從另一個角度來看，非常不利于社會穩定和建筑建造業的發展。

2.3盲目追求經濟利益

隨著社會經濟的發展，建筑工程越來越重視經濟效益，主要表現在以下兩方面:一是建筑施工單位過于注重建筑的商業效益，為建筑能夠創造更大的經濟效應，打造商業口碑，在結構設計過程中使建筑的功能性、外觀等占據了重要內容，忽視了安全性的研究;二是相關單位盲目追求建筑工程的“可持續性”，在建筑結構設計中無視國家對施工鋼材和混凝土等規定的條例，隨意降低含鋼率、混凝土標號等，使建筑施工操作不實，面臨安全隱患，造成事故，影響建筑施工相關單位的最終利益。

3提高建筑結構設計安全性的措施

3.1優化整體建筑結構設計

依據建筑結構設計的總體思想，結合實際建筑安全設計的需求，借鑒以往工程設計經驗對實際建筑施工環境進行建筑結構設計，在滿足相關規定下，先初步完成建筑結構空間設計的概念圖并綜合運用建筑結構設計所需的多學科、多方面技術內容進行高精計算，獲取可靠技術參數。需要設計人員有扎實的理論基礎，靈活負責的工作態度，精益求精，著眼全局統籌整體建筑的性能合理規劃、控制建筑設計的安全性、實用性和美觀等平衡。從整體布局上對建筑結構進行設計處理，達到對建筑質量的可控制作用，有效促進建筑施工的順利完成。

3.2確保建筑基礎選型的科學合理性

建筑基礎選型是指建筑所處區域地質、環境情況和建筑空間結構設計情況，作為建筑項目施工特別重視的指標，建筑結構設計人員需要根據設計圖紙先進行合理的施工設計建模。建模時，相關設計人員應與有關專家協調溝通，進行可靠論證，對設計圖中明確標明的技術參數、建筑設計特點和地質環境狀況等做出全面分析，保證建筑基礎選型的科學性和經濟性，同時在實際實踐中具有可靠性和可操作性。

3.3統籌分配建筑材料，嚴格把控質量關卡

建筑材料質量在建筑結構設計中對建筑安全性能的影響同樣至關重要，建筑材料的選擇設計要充分結合建筑施工的環境和基礎選型，結合建筑功能性。根據有關規定指標選擇有保障的建筑材料，例如墻體、柱體為豎向壓彎構件，考慮受力情況，混凝土強度必須采用C30或以上較高等級，對應的橫向構件混凝土強度可根據實際設計情況綜合設定。鋼筋應采用符合規定的高強度、高性能鋼筋，以國家規范的最小配筋率為最低要求，實際施工中應根據建筑結構合理分配各結構體的配筋率，受力較大的結構體應該適當提高配筋。監管部門在建筑材料采買過程中應平衡實用性和經濟性，不濫竽充數，嚴懲“豆腐渣工程”。建筑材料的選擇也應該考慮材料的特征，符合建筑的美觀性能要求。統籌分配建筑材料，盡可能做到性能、美觀。質量等硬性要求的平衡，物盡其用，從而確保建筑結構設計的整體質量。

3.4加大建筑機構設計安全監管力度

有關部門監管力度的薄弱在一定程度上對建筑結構設計產生問題創造了可乘之機，對此，有關部門應加大建筑結構設計安全的監管力度，規范設計人員嚴格執行建筑結構設計的要求，定期或不定期審查建筑結構設計，規范建筑材料和施工設備的使用。同時嚴懲施工單位采用不符合國家標準的建筑材料以及偷工減料、以次充優等行為。監管部門認真履行職責，根據國家出臺的政策和規定督促建筑設計人員恪守本職，有效提高建筑安全性。

3.5創新設計軟件，提高設計精度

隨著電子計算機技術在各行各業的廣泛應用和普及，智能計算比人工計算工作效率更高、準確度更有保證。建筑結構設計領域中用來進行設計制圖、建模等方面運用較多的計算機技術有CAD、ETABS、3D3S和TBSA等，可以說計算機技術在建筑結構設計中的應用普及率在某種程度上代表著建筑技術水平。例如基于BIM軟件建模的施工設計圖對比傳統CAD設計制圖，能夠保存信息完整，并可以實現相關軟件之間的信息轉換(見圖1)。(a)傳統設計流程(b)傳統設計流程圖1傳統設計流程與基于BIM的設計流程對比［1］但由于時展日新月異，對建筑結構設計的要求越來越復雜，設計難度隨之增大，局限于目前的計算機設計技術對建筑結構設計水平的提高有極大的負面影響。為滿足設計人員的需求，提高建筑結構設計中建筑的安全性，需要設計人員具有創新的思維，聯合程序開發人員以求實創新的科學工作態度致力于開發符合新時期建筑結構設計的相關設計軟件，加快建筑行業高質高量的發展趨勢。

4結語

在建筑結構設計中提高建筑的安全性需要多方面的協同合作，建筑工作人員要充分意識到建筑質量安全的重要性，提高建筑結構設計中對安全質量問題的重視程度，總結經驗在實踐中進步，推行創新。建筑設計人員要本著實事求是的工作態度，確保建筑結構設計的科學、合理性，統籌平衡建筑質量各個決定性因素，使建筑質量得到一定的保障。

作者:蔣文婷 單位:四川西南廣廈建筑設計院有限責任公司

參考文獻:

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