建筑工程設(shè)計(jì)中提高建筑結(jié)構(gòu)安全性措施

崔 勇

(山西中方森特建筑工程設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030002)

建筑工程設(shè)計(jì)中提高建筑結(jié)構(gòu)安全性措施

崔 勇

(山西中方森特建筑工程設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030002)

介紹了建筑結(jié)構(gòu)安全性的基本概念及建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則，分析了建筑工程設(shè)計(jì)中存在的主要安全隱患，并從提高設(shè)計(jì)人員安全意識(shí)，探索新技術(shù)應(yīng)用，合理應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)等方面，闡述了提高建筑結(jié)構(gòu)安全性的具體措施，從而提升建筑工程項(xiàng)目的質(zhì)量水平。

建筑工程，結(jié)構(gòu)，安全性，剪力墻

1 基本概念

建筑工程項(xiàng)目流程復(fù)雜、環(huán)節(jié)眾多，涉及的材料、技術(shù)、人力資源等也較復(fù)雜，而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性和先進(jìn)性直接影響了建筑工程的施工水平，對(duì)建筑物的美觀度、安全性、使用壽命、宜居性以及經(jīng)濟(jì)性等都產(chǎn)生直接的作用。本文重點(diǎn)探討的是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)安全性的基本概念和措施，目的是在設(shè)計(jì)階段就高度重視建筑結(jié)構(gòu)的安全性，從根本上提升建筑工程項(xiàng)目的質(zhì)量水平。

建筑結(jié)構(gòu)的安全性是指建筑物在外力作用下能夠保證整體的安全和穩(wěn)定，保證居住者的生命財(cái)產(chǎn)安全，而不會(huì)出現(xiàn)倒塌或嚴(yán)重破壞的安全事故等，因此安全性是衡量建筑結(jié)構(gòu)水平的重要指標(biāo)之一。建筑設(shè)計(jì)師在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中會(huì)對(duì)建筑物整體的美觀度、宜居度、安全性等進(jìn)行綜合考慮，其中關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)安全性的考量主要是從建筑的安全、耐久、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)等幾個(gè)指標(biāo)出發(fā)的。

2 設(shè)計(jì)原則

1)保證建筑結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性、完整性。

在進(jìn)行建筑工程設(shè)計(jì)的過程中，為保證建筑結(jié)構(gòu)的安全，首要遵從的原則就是保證建筑結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性和完整性，特別是一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)建造的大型地標(biāo)性建筑物，要避免追求個(gè)性、追求標(biāo)新立異而破壞建筑結(jié)構(gòu)的完整性，從而影響建筑物的基本性能。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及到大量的零件、材料、結(jié)構(gòu)選型等內(nèi)容，如果想實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的良好應(yīng)用，必須從整體角度出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)。要確保建筑物中各個(gè)構(gòu)件的受力科學(xué)、合理，且在保證整體完整的情況下實(shí)現(xiàn)受力的內(nèi)部抵消、傳遞或者轉(zhuǎn)移。

2)注意方案的剛?cè)岵?jì)。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中要注意方案的剛?cè)岵?jì)，如果方案太鋼會(huì)影響建筑的變形能力，在遇到較強(qiáng)的外力破壞時(shí)，建筑物極易出現(xiàn)坍塌的問題；而如果方案太柔，建筑物的穩(wěn)定性就會(huì)受到影響，建筑物在使用過程中出現(xiàn)變形問題，會(huì)引起整體的坍塌。此外，要選擇韌性和彈性性能適宜的建筑材料，這樣在遇到較強(qiáng)外力破壞時(shí)，建筑物可以有效利用自身彈力，通過與外力產(chǎn)生相互的作用而保證建筑物的整體安全。此外，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案本身也可以考慮進(jìn)行一些彈性結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

3)重視多重防護(hù)的設(shè)計(jì)。

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中可以充分考慮多種類型設(shè)施配合提高整體的安全性，例如在建筑物中合理的劃分出必要的消防通道、逃生通道以及公共安全聚集區(qū)域等。此外，要結(jié)合建筑本身的使用需求，例如用于居住、辦公或娛樂場(chǎng)所等進(jìn)行相應(yīng)結(jié)構(gòu)安全功能的設(shè)計(jì)。提高外圍安全措施的設(shè)計(jì)，從而全面提升建筑物的安全性。

3 建筑工程設(shè)計(jì)中存在的主要安全隱患

1)建筑物的整體抗震度不夠。

我國部分城市和地區(qū)處于地震多發(fā)帶，但相應(yīng)的建筑工程設(shè)計(jì)存在不按照相關(guān)規(guī)定的情況，導(dǎo)致建筑物的抗震性能不足，在發(fā)生地震的情況下造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。我國頒布了《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，目的就是提供建筑工程設(shè)計(jì)的參照標(biāo)準(zhǔn)，提高建筑的安全水平。然而在實(shí)踐中，一些公司對(duì)設(shè)計(jì)的安全性重視不足，或?yàn)榱斯?jié)省工期或節(jié)約成本等目的而不嚴(yán)格按照規(guī)范執(zhí)行，導(dǎo)致設(shè)計(jì)的方案不能滿足抗震性的要求，存在很大的安全隱患。

2)材料不滿足要求。

一方面，一些建筑工程公司為了節(jié)約建設(shè)成本，在方案中盡量減少鋼材等材料的使用，而忽略對(duì)建筑物本身的安全性要求，導(dǎo)致最終的建造質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，影響使用安全性。另一方面，一些公司則使用的是不合格的材料來降低成本，這些材料的韌性、彈性不符合規(guī)定，不能滿足抵抗巨大外力作用的要求，因此也會(huì)影響建筑物的整體安全性。

4 提高建筑結(jié)構(gòu)安全性的具體措施

1)提高建筑工程設(shè)計(jì)人員的安全意識(shí)。

在進(jìn)行建筑工程設(shè)計(jì)的過程中，扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)固然重要，但對(duì)安全問題的重視程度也是必要的工作態(tài)度。建筑工程設(shè)計(jì)人員要對(duì)建筑的整體性進(jìn)行全面的把握，在嚴(yán)格按照國家相關(guān)規(guī)定開展設(shè)計(jì)的前提下，認(rèn)真分析設(shè)計(jì)方案中的具體細(xì)節(jié)，結(jié)合具體工程的特點(diǎn)選擇合適的設(shè)計(jì)方案，將保證建筑設(shè)計(jì)方案的安全性作為首要任務(wù)。

2)嚴(yán)格按照國家規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。

針對(duì)建筑工程設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)國家陸續(xù)出臺(tái)了標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，具體的設(shè)計(jì)單位和施工單位在實(shí)踐中要嚴(yán)格按照國家的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員要重視自己的工作，明確責(zé)任，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的不按照規(guī)定的設(shè)計(jì)問題要及時(shí)向有關(guān)部門反映、及時(shí)糾正，以防止建筑物投入使用后給人們的財(cái)產(chǎn)安全帶來不可挽回的損失。

3)不斷探索新技術(shù)的應(yīng)用。

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度也在不斷地提高，也給建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求。一方面必須掌握扎實(shí)的設(shè)計(jì)工作基礎(chǔ)知識(shí)，另一方面也必須具備豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)建筑工程設(shè)計(jì)有深刻的理解和認(rèn)識(shí)。此外，一些建筑設(shè)計(jì)方案已經(jīng)不能滿足當(dāng)前建筑物的設(shè)計(jì)要求，例如高層建筑、超高層建筑、大跨度結(jié)構(gòu)建筑等。另外，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法對(duì)于一些設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)無法兼顧到位，計(jì)算能力也不能滿足高精度的計(jì)算要求。因此，要積極探索新技術(shù)的應(yīng)用，例如以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)軟件等，利用軟件的精密性協(xié)助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行快速、高精度的分析及設(shè)計(jì)，從而提高建筑建構(gòu)設(shè)計(jì)的水平。

4)合理應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)。

在進(jìn)行建筑物的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要避免單向剪力墻的設(shè)計(jì)，而重點(diǎn)使用雙向的設(shè)計(jì)方案剪力墻結(jié)構(gòu)，通過對(duì)剪力墻的合理布設(shè)，使剪力墻的整體質(zhì)量均勻，保證整個(gè)樓層結(jié)構(gòu)的重心與樓層平面剛度中心重合，在嚴(yán)重的外力影響下，例如地震、狂風(fēng)等，能夠減弱其對(duì)剪力墻的影響。在一定的條件下，可以盡量使用大開間的剪力墻，通過將墻肢長度進(jìn)行延長，能夠在滿足需要的前提下減少墻肢的數(shù)量，從而大大減少對(duì)于混凝土的使用。由于剪力墻的抗震、抗外力性能較差，在對(duì)抗震性能要求較高的區(qū)域內(nèi)應(yīng)當(dāng)盡量減少大開間剪力墻的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。圖1即為剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

5)保證建筑材料質(zhì)量。

建筑材料的質(zhì)量對(duì)于整體建筑物的安全性具有重要意義。在進(jìn)行建筑工程設(shè)計(jì)中選用的建筑材料要以保證建筑物的安全為首要原則，而不能為了追求經(jīng)濟(jì)性采用質(zhì)量不滿足要求的材料類型，或減少材料使用的數(shù)目等?？梢猿浞謪⒖祭眯滦徒ㄖ牧虾徒ㄖO(shè)計(jì)技術(shù)，充分發(fā)揮材料的性能優(yōu)勢(shì)，從而有效的控制建筑項(xiàng)目的成本。保證建筑材料的質(zhì)量，能夠提高建筑物的使用壽命，減少后期使用過程中的運(yùn)維費(fèi)用，其實(shí)變相的也是提高建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益。

6)重視建筑結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)。

應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法能夠促進(jìn)建筑物的應(yīng)用壽命，延長使用時(shí)間，從而提升建筑工程企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。目前我國建筑物仍以混凝土結(jié)構(gòu)為主，因此耐久性設(shè)計(jì)主要是通過對(duì)混凝土配合比的優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)的。第一是要根據(jù)建筑物的耐久性、抗震性以及使用功能的要求等，計(jì)算配置強(qiáng)度、設(shè)計(jì)強(qiáng)度的關(guān)系，確定砂石料、水灰比等；第二是結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的具體條件，例如氣候因素、環(huán)境因素等，對(duì)于初步確定的配比方案進(jìn)行必要的調(diào)整；第三是運(yùn)用密度修正法、強(qiáng)度驗(yàn)證法等方法確定混凝土攪拌時(shí)各類材料的使用比例，并最終確定混凝土的各材料配比；最后，可以在實(shí)踐中適當(dāng)增加厚度，根據(jù)建筑工程的具體特點(diǎn)和情況，適當(dāng)增加保護(hù)層的厚度、延長建筑物表面的碳化時(shí)間，從而延長建筑物的整體使用壽命。

[1] 李曉莉.建筑工程設(shè)計(jì)中如何提高建筑結(jié)構(gòu)安全性分析[J].江西建材,2016(2):32,36.

[2] 李 偉.建筑工程設(shè)計(jì)中提高建筑結(jié)構(gòu)安全性措施分析[J].低碳世界,2016(20):139-140.

[3] 羅奕曉.建筑工程設(shè)計(jì)中如何提高建筑結(jié)構(gòu)安全性分析[J].四川水泥,2016(9):67.

On improvement of safety measures of architectural structure in architectural engineering design

Cui Yong

(ShanxiZhongfangsenteArchitecturalEngineeringDesignandResearchInstitute,Taiyuan030002,China)

The paper introduces the basic concept for the safety of the architectural safety and the design principle for the architectural structure, analyzes the main safety hidden dangers in the architectural engineering design, and illustrates the measures for improving the safety of the architectural structure from the improvement of the safety ideology of design personnel, the exploration of the application of new techniques, and reasonable adoption of the shearing wall structure, so as to promote the quality of the architectural engineering programs.

architectural project, structure, safety, shearing wall

1009-6825(2017)21-0030-02

2017-05-16

崔 勇(1963- )，男，高級(jí)工程師

TU318

A