刍议如何在建筑结构设计中提高建筑的安全性

刍 议 如 何 在 建 筑 结 构 设 计 中 提 高 建 筑 的 安 全 性 杨 丽 娜 1李 振 峰 2抚 顺 市 建 筑 设 计 研 究 院 有 限 公 司 辽 宁 1306摘要 ： 建筑结构设计建筑安全性是非常重要的 。 建筑结构设计者要遵守相关规范下 ， 不断探索更新设计理念 ， 开创新的技术 ， 不断提高建筑安全性的意识 ， 尽最大努力将建筑结构的安全性提高。本文主要谈谈建筑结构设计的特点及设计原 则 、 保证建筑结构 设计安全的必要性以及建筑结构设计中出现的安全性问题以及有效提高安全性的措施。 关键词： 建筑；结构设计；安全性中图分类号： TU318文献标识码： A前言建筑结构设计是建筑工程中的重要环节，是建筑结构设计人员对所要建造的建筑的表达 ， 对工程质量的好坏有直接影响 。 近年来 ， 随着我国建筑业的不断发展 ， 我国的建筑结构设计也取得了较大的进展和突破 ， 但是 ， 仍然存在着一定的问题 ， 给建筑工程的安全带来了一定的隐患 ， 从业人员只有具备扎实的知识功底 ， 科学的分析在建筑结构设计中存在的问题 ， 并提出合理的改进措施 ， 才能有效提高工程质量，保证人民的生活安全。 一、 建筑结构设计的特点及设计原则在建筑工程中 ， 建筑结构安全性需要科学 、 合理化设计 ， 结构体系需要多重设防。根据建设的实际需要和人们对艺术性的追求，设计理念随之不断提升 。 建筑的结构形式是丰富多彩的 ， 高层建筑结构形式更是复杂化 、 多样化 。 传统的高层结构采用框架结构 、 剪力墙结合 ， 而如今 ， 一些创新的尝试已随处可见 。 比如使用多种结构形式相结合，或者直接采用新型结构形式。随着建筑技术的发展 ，节点设计已经成为了高层结构设计的重要组成部分 。 特别是在钢结构高层结构安全中 ， 不同的节点受力情况可能不同 ， 受力方式也可能不同 ， 所以节点在一定程度上会影响到结构的设计要求 。 在建筑结构设计原则中 ， 一般遵循多重防护原则 、适度的弹性原则、建筑结构整体性原则等。 （一） 多重防护原则当外力冲击建筑结构时 ， 建筑物的安全需要多重结构防护和保障 。 单一的安全构件维护不了建筑安全体系 ， 需要多重安全结构来抵抗外力冲击 。 从而避免发生建筑工程事故，进而保证建筑工程充分的安全性。同时在结构设计的过程中 ，也运用不同计算软件或模型对同一建筑结构进行核查对比 ， 目的也是起到多重防护的作用。 （二） 适度的弹性原则建筑结构必须有适度的弹性 ， 如果建筑结构刚度过大 ， 其变形能力就会很差 ，当在地震力作用下 ， 能量无法及时释放 ， 巨大的能量让结构产生破坏 ； 如果体系硬度过软 ， 稳定性就会很差 。 自身结构安全性和舒适性可以存在问题 ； 同时也容易在偶然外力作用下发生安全问题。 （三） 建筑结构整体性原则结构整体性能够迅速消减和传递强大外力，保证建筑免遭破坏。因此建筑设计者尽可能疏通建筑构件中的各个关节 ， 使构件受力关系传递清晰 ， 能够顺畅消减外力所带来无相关的影响 。 结合相关的知识进行科学性的受力分析 ， 合理配置受力构件，增加建筑的受力能力，使建筑构件能够保持整体性。 二、 保证建筑结构设计安全的必要性建筑结构的设置就是为了保证建筑在完成施工后稳定安全的投入使用，结构的意义在于承重 ， 承载建筑主体的承载结构需要考虑到建筑自身的重量 、 承载重量和一些其他和载重量 ， 一般而言建筑设计承重结构是要根据一个大体的估计值来进行的，这个承载极限数值决定了承载结构的内部结构，包括直径、粗细 、所用钢筋直径 、 长度 、 焊接性状等等 。 为了确保建筑的安全使用一般而言会参考建筑设计规范内的各个数值作为施工之前建筑结构设计的参考依据 ， 并结合当地地区资料对风雪荷载以及可变荷载取大值进行估测 ， 对一些特殊的地理环境也要考虑到建筑结构设计的安全性里去 ， 如地震 、 飓风 、 大量降雨降雪 ， 还要结合建筑用途去考虑建筑承受极限，住宅小区和商场办公大楼都有着不同的设计标准 。这诸多因素的考虑也是为了保证建筑使用的安全性。 三、 当前我国建筑结构设计中存在的 安全 问题（一） 抗震性低我国颁布的 建筑抗震设计规范 明确规定了建筑设施应达到的抗震指标 ，“ 小震不坏 ， 中震可修 ， 大震不倒 。 ” 然而 ， 从最近几年发生的地震如汶川大地震 、 玉树地震中建筑物的破坏状况来看 ， 我国绝大多数的建筑设施抗震性远未达标 ， 为人民群众的生命安全和国家财产埋下了巨大的隐患 。 在实际工作中 ， 很多建筑结构设计人员在进行建筑结构设计时没有认真的考虑建筑的抗震性 ， 对建筑抗震性的认识不足 ， 认为这只是一个表面工程 。 我国面积广大 ， 各个地区的自然地理情况也不同 ， 不同地区的建筑抗震设计规范也不同 ， 从业人员应依据当地的实际情况 ， 因地制宜制定合适的抗震强度 ， 在保证建筑结构稳固的前提下最大限度的避免材料浪费。（二） 建筑结构设计不合理和国外同行业相比 ， 我国的建筑结构设计行业起步较晚 ， 很多国内的建筑结构设计者自身专业水平不高，设计经验不足，所设计的建筑结构不够科学合理 ，为建筑带来了一定的安全隐患 。 我国很多小型建筑公司的建筑机构设计师专业基础不牢，业务素质偏低，不会熟练运用建筑软件，所设计的建筑设施外观陈旧 ，结构欠合理，造成一定的安全问题。 四、提高建筑结构安全性的的几点建议 （一）强化建筑设计师的质量意识建筑结构的设计要求设计师要有灵活的创新思维、强大的理论知识和认真严肃的工作态度，囚此，设计师应该重视建筑工程的每一个基本构件的设计 ， 做到精益求精 。 设计师还应该对于国家的规范和规程有一个深刻的理解 ， 要明白其意义所在 ， 并且要将这此规范和规程与实际工作相结合 ， 在工作中总结和反思得到的工作经验和教训 ， 事无巨细做好记录 。 建筑结构设计是一项非常庞大的工作 ，建筑结构设计师在工作中要发挥主导作用，所以要十分重视建筑的抗震设计。 （二）规范建筑结构设计的制度 一个良好的设计必须要有相关的制度做保障，建筑结构安全设计也不例外 ，要想提高建筑结构的安全性 ， 在建筑设计的过程中我们必须要严格按照相关的标准或相关的制度进行 。 建筑结构的设计人员必须具备相关的设计资质 ， 设计完成后要经过相关人员进行审核 ， 审核完成后再由总设计师进行审批 ， 这样在审核和审批过程中能发现很多问题 ， 对设计中出现的问题及时的进行改正 ， 提高建筑结构的安全性。（三） 设计方面的全面考虑再设计房屋加固方案时，要依据房屋实际情况，有理有据的分清区别对待 。例如 ， 根据人员的密集程度而言 ， 对一些大型的建筑 ， 设计的混凝土加固方案就要重点研究考虑 ， 必要时要进行电脑模拟分析其构造 ， 并且在建筑内部也要相应的多建造一些承重建筑 ， 来提高安全等级 。 并且在工程结束后向使用者严肃声明对建筑的一些重要部位不能随意改动 。 如若使用者改造 ， 一定要在却建筑在一定的安全等级内改动 。 使建筑发挥出最佳的可利用价值 。 在一些特殊地区 ， 特殊环境下，要保证改造后的一些重要性能，如防震、防潮湿等。例如在地震多发区 ，我们就要不仅仅考虑其基本保障结构 ， 还要有足够的承载力以满足建筑的抗震能力 。 设计师要考虑到建筑强度 、 刚度是否会因为局部改造而发生突变 ， 因为一旦发生 ， 就会严重影响抗震能力 。 另外 ， 我们还应考虑到建筑要有一定范围的结构改变 ， 是能在发生危险情况下有一定的保护能力 ， 给住户赢得一些遇险自救时间 。面对此种特殊区域 ， 就需严格要求设计精度 ， 提高强化延展性 ， 使之安全系数达到要求。 （四）抗震强度的要求设置不容忽视 汶川地震之后我国建筑设计规范内对建筑结构设计的抗震强度有了明确细致的规定 ， 也修改了之前的建筑抗震规范要求 。 地震对于建筑的危害主要作用在结构上，地震产生的大量冲击波对建筑结构承载部分产生巨大的扭力和剪力 ， 对建筑主体结构破坏力是巨大的。以往的传统建筑是由砌体和水泥预制板垒砌成 的 ， 水泥预制板施工时采用的是搭在承重砌体上 ， 因此有晃动就会导致水泥预制板错位脱落，进而导致楼层坍塌，而现在的建筑都是由钢筋混凝土一体浇注 ， 在承重部分也抛弃了以往承重墙砌体的形式 ， 采用梁柱结合的支撑建筑结构 ， 在稳定性上也增加了建筑对地震飓风的抵抗能力 ， 并且在空间利用上和楼房高度上都有了显著的提升。（五） 减轻高层建筑的自重减轻高层建筑房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法，地震效应是与建筑的质量成正比 。 如果在高层建筑中建筑物质量比较大 ， 那么相应的地震效应也会很大 。 作用于结构上地震剪力也会变大 ， 建筑就很容易遭受破坏 ， 造成建筑安全性的影响 。 因此 ， 在高层房屋建筑中 ， 必须减轻高层建筑的自重 。 宜采用高强度的材料作为结构构件 ， 采用轻质材料砌筑非结构构件和围护墙体 。 比如用钢结构作为高强度框架构件 ， 玻璃作为上层轻质的维护墙体材料 。 这样可减轻房屋自重 ， 既减小了竖向荷载作用下构件的内力 ， 使构件截面变小 ， 又可减小结构刚度和地震效应 。 不但能节省材料 ， 降低造价 ， 还能增加使用空间 。 减轻房屋自重能够使地基基础的处理方法变得简单 ， 方式选择更加多样 、 合理 ， 这在软弱土层有突出的经济效益。 （六）垂直结构的调整 建筑的侧向刚度不宜下小上大的现象 ， 且应尽量防止刚度突变 。 显然 ， 转换层的结构正好有此种情况 。 该工程是高位转换 ， 转换层垂直方向等效侧向刚度比规范有严格的控制 。 在设计过程中 ， 需要强化下部 、 弱化上部 ， 尽量避免出现薄弱层 。 可采用的方法有以下几种 。 （ 1） 应协商好建筑设计师 ， 使剪力墙尽可能多的落地。必要时不伸出底部增设部分剪力墙，可以有效地增大底部刚度 。 （ 2） 剪力墙底部不应开洞 ， 避免刚度削弱太多 。 （ 3） 采用高强度水泥材料 ， 以提高墙混凝土强度等级。 结语 综上所述 ， 建筑结构设计是在建筑施工中至关重要的 ， 是整个工程建设中不可或缺的环节 ， 直接关系到建筑物的安全 、 经济和合理化以