【摘要】建筑结构设计的安全性在建筑设计中显得尤为重要。建筑结构设计的安全性不仅关系着建筑工程的质量,更是衡量建筑结构好坏的标准。建筑设计不合理将直接影响着人们的生命财产安全,而如今建筑结构设计中由于各种因素的存在,导致建筑安全性得不到有效的保障。本文通过对建筑结构设计中影响建筑安全性的因素进行分析,探讨提高建筑安全性的建筑结构设计措施,以保障建筑使用的安全性。
【关键词】建筑工程;安全性;结构设计
1 引言
随着高层建筑房屋不断的增多,建筑物的整体安全性也得到了更为广泛的重视,这就为建筑结构设计人员提出了更高的要求。目前,我国各地区经济发展程度还存在较大差异、存在施工平均水平不平衡、建筑材料质量整体水平不均衡等情况。因此,提高建筑结构设计的安全性显得尤为重要。建筑结构设计不仅要满足建筑结构功能的要求,还需要满足结构的安全性。如何使建筑结构设计不仅满足规范要求,提高结构的安全性能显得尤为重要。
2 影响建筑结构中的安全问题
2.1 建筑结构设计的合理性
建筑结构设计的合理性包括:(1)建筑结构设计的布局合理性,有没有考虑到发生危险时的应急措施,比如,楼梯、电梯的防火设计与防火装置的安置是否符合规范要求;(2)在建筑结构设计中,设计者因为场地的限制或追求美观设计而忽略了结构安全性能的要求;(3)由于设计人员在设计中没有明确所需材料的规格、标号,对施工所用设备没有明确规定,而造成的结构安全问题也屡见不鲜。
2.2 建筑结构设计中的抗震性要求
建筑物的抗震设计是结构设计中重点考虑的方面。在结构设计中,设计人员对抗震设计不够重视,导致建筑物的抗震设计不能够严格按国家的相关设计规范执行,影响建筑抗震的效果,或者由于建筑结构抗震设计没有考虑地域性,在地震发生不同的地区没有进行合理的分析,导致抗震设计与建筑所在地区的建筑抗震要求不符,进而影响建筑抗震的效果。
2.3 建筑设计人员的能力和安全意识对结构安全性的影响
建筑设计人员需要有灵活创新的思维,扎实的理论知识基础,严肃认真的工作态度。每年高校培养的工程设计人员不计其数,但能真正用于工程实践的人员是需要经过多方实践才能独立上岗承担设计任务。但现阶段各类建筑设计公司的广泛成立,使得设计人员的能力良莠不齐。
2.4 缺乏对建筑结构设计的监督与管理
对建筑结构设计的监管包括对所使用施工材料的监督和检验,对使用设备仪器的出厂检验和产品质量的监督与管理,达不到安全质量的标准。对建筑结构设计过程缺乏监管导致设计不合理,且不能及时发现设计中的问题,而影响建筑结构的安全性。
3 如何提高建筑结构设计的安全性问题
3.1 做好建筑结构的概念设计
建筑结构概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制,主要考虑结构的稳定性和构建的承载力。在初步设计前为所设计的工程项目设想一个概念性的总体方案,使其后的设计、施工都能够比较顺利,避免发生难以补救的原则性错误。使得建筑结构在设计之初便能严格的按照各项规范要求设计,避免盲目的设计。
3.2 重视建筑结构设计的抗震性能
加强建筑抗震设计是建筑结构设计的重要环节,也是提高建筑安全性的重要措施。,尤其对于高层建筑结构设计来说,考虑的因素更多样,除了结构物受外力作用情况复杂外,还需要考虑常规设计中的竖向荷载、风荷载,强烈地震等的作用影响。为了防止结构在地震中倒塌,特别需要在构造设计上保证结构具有良好的延性,因而要采取行之有效的措施。
3.3 做好建筑结构的计算设计
在一个做好的结构设计方案上,重点选取重要位置对结构进行分析计算。建筑结构计算设计分为结构分析和截面设计。在结构设计过程中对建筑结构进行分析,求解结构在各种受力情况下的构件截面承载力、变形等。设计过程中的结构分析需注意几点:一是预测的结构控制点是否准确,尤其对一些敏感性因素,对结构分析的影响如何。二是对于结构分析的构造图是模型,是构造简图,它不是完全意义上的建筑构造物,所以所受力的效果并不完全真实等同于实际建造物。对于这些不同之处在设计计算上也要充分重视。
3.4 引进先进的设计技术及设备
引进先进的建筑结构设计技术及设备是提高建筑设计水平,保障建筑安全性的重要手段。针对目前建筑物设计形式的多样性,开发符合建筑安全性的设计技术及设计软件,使其能为建筑结构设计服务。其次,加大对建筑结构设计的资金投入,采用先进的施工技术和设备,实现科学化管理,以保障建筑工程结构设计有先进的技术及设备支撑。第三,需要对工程结构设计人员进行培训,让他们及时了解先进的技术方法,能使用先进的技术设备,如:设计人员能掌握先进的工程设计软件,施工技术人员能及时掌握先进的设备进行施工。保证建筑结构前沿的技术知识能及时应用到工程实际,保障建筑物的整体安全性和稳定性。
3.5 遵守结构设计的原则,规范设计
在建筑工程中建筑结构安全性需要科学、合理化设计,建筑结构的形式多样性更需要严格的设计原则,规范设计。尤其是高层建筑结构设计形式更呈现复杂化、多样化的特点,在结构设计上应遵循以下几个原则。
3.5.1 多重防护原则
当外力冲击建筑结构时,建筑物的安全性能仅仅依靠单一的安全构件是不能完全起到防御作用的,而需要我们采取多重保护措施加以维护。尤其对于高层建筑物,层高越高对设计要求越严格。所以在结构设计时可运用多种计算软件对同一建筑结构进行验算比对,起到多重防护的作用。
3.5.2 适度的弹性原则
建筑结构需要有一定的弹性,以防止建筑物的刚度过大而使其变形能力下降。如果遇到地震,结构物自身能量无法释放,产生的巨大能量很容易让结构产生破坏。但如果结构体系硬度过软,结构物的稳定性又会变差,影响结构的整体性。因此,结构物需要有一定弹性,以防止外力对其作用而产生的反作用力影响。
3.5.3 建筑结构整体性原则
建筑结构的整体性体现在建筑物的每个系统和构件都是紧密相连的,各个结构和杆件不是独立存在,它的整体性也不是组成整体的各个梁、板、柱的简单算术和,它的实质是把各个结构物从全局角度考虑,并研究各个结构物的相关性进行科学的受力分析,合理设计结构物,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。
4 结束语
建筑结构设计的安全性是整个建筑工程的核心,它是工程结构的安全设计是保障建筑物质量安全的首要条件。建筑结构设计的安全性能直接决定建筑质量的高低,如何提高建筑结构安全性能,保证建筑工程结构设计的安全性和合理性,是现阶段及以后重点关注的内容。同时,提高建筑设计人员的专业综合素质,在提升其设计理念的同时,还要增强建筑结构设计人员对建筑物的安全意识,以促进建筑结构设计过程中安全设计理念的运用,保障建筑使用的安全性。
参考文献:
[1] 张怀国.刍议建筑结构设计安全性问题[J].建筑设计,2014(10).
[2] 李钊.牛珂.在建筑结构设计中如何提高建筑的安全性[J].建材发展导向,2014(4).
[3] 曾昭杰.高伟良. 建筑结构设计的安全性分析[J].城市建设理论研究,2014(15).
作者简介:刘伟敏, 研究方向:建筑结构设计、建筑结构安全问题、高层或多层建筑物抗震设计.