試論建筑結構設計中如何提高建筑的安全性

吳佳雨

【摘 要】本文主要探討了如何提高建筑結構設計中安全性的問題，希望可以為日后的建筑行業發展提供一點借鑒。

【關鍵詞】建筑；結構設計；提高；建筑安全性

一、我國建筑結構設計中存在的安全隱患

（一）抵抗地震的強度低

我國部分地區處于地震帶，這些地區的建筑物對抗震度有一定的要求，而很多建筑在結構設計時并沒有充分考慮這些問題，近幾年我國發生的幾次比較嚴重的地震就充分證明了這一現象。我國領土范圍廣泛，不同地區的地理結構有所差異，因此建筑設計師在進行建筑結構設計時應當因地制宜，從當地的實際情況出發，選擇適用的抗震規范來約束結構設計的等級，在滿足抗震要求的基礎上，也能避免非必要開支，節約建筑成本。

（二）在結構設計階段偷工減料，鋼材量少

導致功能降低部分建筑公司為了追求利益最大化，在結構設計階段就降低了鋼材的品質或使用量，明顯沒有按照國家對不同部位的鋼材使用要求來進行結構設計，這種行為將直接導致建筑物質量不合格，威脅其安全性能。因此，在施工階段，仍然需要設計人員對建筑物各部位所使用的鋼材進行監督，確保使用的是設計人員規定的鋼材。

（三）建筑物結構設計不夠合理

建筑物的結構設計不合理，會造成安全問題。而結構不合理可能是由以下兩方面原因造成的：首先，結構設計師的專業能力不過硬以及缺乏經驗，在進行設計工作時，缺乏安全意識，單單追求外形的美觀而忽略了建筑物質量，使得建筑物存在安全隱患。其次，有些結構設計人員在清楚公司要求的設計形式不符合結構設計的要求的情況下，為了不違背領導的意思，而違心接受公司的安排，縱使有專業的意見都不表達出來，任由悲劇發生。因此，設計人員要以大局為重，雖然暫時的妥協可能換來短暫的安穩，但是一旦事故發生，會為公司帶來更大的災難，也將會牽扯到自身的職業發展。設計人員在開始設計時，一定要充分發揮專業能力的作用，綜合考慮建筑物需要滿足的要求，以設計出質量與美觀并存的建筑物為目標。

二、在建筑物結構設計階段提高安全性的措施

（一）提高建筑結構設計人員對抗震性能的重視程度

結構設計是一項系統而復雜的工作，需要強大扎實的理論知識作為基礎，更需要創新靈活的思維和嚴謹負責的工作態度。設計人員要認真對待每一個基本構件的設計，以工匠精神追求品質的提升。深刻理解并掌握規范和章程的內涵，選用合適的標準配合建筑結構設計，在工作中不怕繁瑣，事無巨細，對經手的項目有所反思，總結工作中所得到的經驗和教訓，為日后的工作不斷積累寶貴經驗。結構設計人員要時時更新自己的思想，不能固步自封，充分認識到建筑物抗震性能的重要性，對廣大人民群眾的生命財產安全負責，對自己的工作有責任感，主導自己的節奏，充分發揮個人的聰明才智。一個合格建筑設計師應該能夠設計出體現人性化的作品，積極配合我國宣揚的以人為本的理念。

（二）嚴格按照設計規范進行建筑物結構設計

隨著建筑行業不斷向前發展，建筑物的結構越來越被重視。國家相應的出臺了一些規定，以規范建筑行業的結構設計。而國家的規定不會僅僅是技術性的，還帶有很強的政策性的特點。同時，這些規定并不是一成不變的，也需要與時俱進，不斷調整以適應現代化的需求。在進行建筑物的結構設計時，不能僅僅滿足過去的要求，還要具有發展的眼光。為了保證建筑物的質量合格，盡可能降低安全事故發生的幾率，結構設計人員要恪守工作準則，及時對建筑過程中違背國家標準要求的行為提出意見，并及時給出合理的解決措施，在以后的工作中，降低或避免此類情況的發生，使建筑結構設計更多地體現人性化特點。

（三）做好鋼結構安全設計

在建筑結構安全性設計中，為了避免鋼材偷工減料施工行為影響到建筑安全性，應注重嚴格遵從GB50068—2001建筑結構可靠度設計統一標準，規范鋼結構安全設計行為。首先，在鋼材采購中，應明確標明鋼材信息。包括鋼類、脫氧程度、連接材料、鋼號、爐種等等。同時，在承重鋼材材料選用時，以實驗方式，對鋼材連接方式、荷載特征、工作溫度等性質進行測定，且盡量選用16Mn鋼、16Mnq鋼、15MnVq鋼作為承重結構鋼材，滿足建筑結構設計要求。但若建筑工程工作溫度低于-20℃，那么應避免對3號沸騰鋼材料的使用，達到安全性的鋼結構設計效果。其次，待鋼材采購完畢后，應進入到鋼結構設計環節。而在鋼結構設計環節中，應先按照GB50009—2012建筑結構荷載規范，計算鋼結構荷載標準值、組合系數、動力荷載等參數。然后，分別設計鋼結構強度、水平荷載等等。其中，在鋼結構強度設計中，為了滿足建筑安全性要求，應在選用厚度是17mm～25mm的16Mn鋼時，把它的抗拉能力設計為300N/mm2，抗剪能力設計為175N/mm2，端面承壓能力設計為425N/mm2，達到最佳的強度設計效果。而若把16Mnq鋼作為鋼結構設計材料，應保證其厚度在26mm～36mm之間，而抗拉能力設計值是290N/mm2，抗剪能力設計值是170N/mm2，端面承壓能力是410N/mm2，符合建筑鋼結構設計要求。再次，在建筑鋼結構設計工作開展的基礎上，也應針對鋼鑄件強度、焊縫強度、鉚釘連接強度、螺栓連接程度等進行規范化設計，由此避免結構變形問題威脅建筑使用安全性。

（四）抗震性安全設計

在建筑結構設計工作開展過程中，為了保證建筑安全性，應注重優化建筑抗震性安全設計工作。首先，在建筑抗震性安全設計中，應采用剛性結構設計方法。例如，日本在某一高層公寓建筑設計中，即使用了美國紐約世界貿易中心工程的鋼管，該鋼管直徑是80mm，厚度是40m。同時，鋼管中注入了高強度混凝土。所以，在這一類鋼管應用的基礎上，公寓建筑抗震能力將有所增長。一旦遇到地震，僅會搖動30cm。因此，我國建筑結構設計工作的展開，應嘗試對剛性結構設計方法的引入。其次，在建筑結構抗震性設計中，應注重設計一個“抗動體”，由此提高建筑結構的抗震能力，避免建筑坍塌等安全問題的凸顯。

（五）混凝土保護層厚度設計

在建筑結構安全性設計工作開展過程中，因混凝土結構是主要的建筑結構之一，所以，在建筑結構具體設計時，應做好混凝土保護層厚度設計工作。首先，在混凝土保護層厚度設計過程中，為了避免安全事故問題的凸顯，規范建筑結構設計，應把建筑安全使用年限設定為100年。而當環境等級是一時，保證板墻殼混凝土保護層最小厚度是15mm，梁柱混凝土保護層最小厚度是20mm。在環境等級是二a時，保證板墻殼和梁柱的混凝土保護層最小厚度分別是20mm和25mm。在環境等級是二b時，二者分別是25mm和35mm。當環境等級是三a時，二者分別是30mm和40mm。當環境等級是三b時，二者分別是40mm和50mm，就此達到安全性建筑結構設計目的。其次，若在建筑結構設計中混凝土強度小于C25，那么在具體的設計工作中，應適當調整保護層厚度，將其厚度在原有基礎上增加5mm，達到最佳的結構設計效果。

參考文獻：

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[2] 胡永紅. 試論在建筑結構設計中如何提高建筑的安全性[J]. 華東科技：學術版， 2015（5）：92-92.endprint