建筑結構設計中安全問題分析

王翔

【摘要】本文以建筑結構設計中安全問題為研究對象，對建筑結構設計流程進行了簡單的介紹與分析，探討了當前建筑結構設計存在的一些問題，提出了一些針對性的措施，以供參考。

【關鍵詞】建筑結構設計;安全問題;應對措施

隨著城市化進程不斷發展，建筑層數不斷上升，人們對于建筑結構設計安全性提出了更高的要求。然而當下在建筑結構設計的過程中，依然存在一些安全問題，有必要針對這些安全問題進行深入討論分析，提出應對策略，推動我國建筑建設行業更好發展。

1.建筑結構設計流程分析

（1）需要結合建筑實際功能需求，做好建筑結構方案的設計制定，通常方案內容包含眾多，比如：建筑結構的選型、建筑結構的具體布置等，同時涉及一些具體的建筑結構構件，還需要結合構件實際受力特點，計算建筑構件截面尺寸。在進行實際建筑結構選型時，需要以建筑功能需要為依據，綜合考慮建筑場地的地質水文條件以及其他施工條件等，確保建筑主體結構選型更加科學合理。

（2）在制定好建筑設計結構方案后，需要結合實際建筑結構設計要求，做好計算分析工作。在這一過程中，需要結合實際，先做好計算模型的制定，在具體制定的過程中，可以先完成簡圖計算，對復雜的建筑結構進行簡化處理，在實際分析過程中，注意要抓大放小，從而保證計算結果的合理性。這種簡圖計算方式忽略了很多細節，因此為保證結果合理，還需要充分了解簡圖結構與實際結構的差別[1]。

（3）做好建筑構件設計，在這一過程中，主要包含兩點重點內容，一是截面設計，主要設計對象是混凝土結構，在這一設計的過程中，需要結合實際結構尺寸數據，明確鋼筋的類型、放置位置和數量。二是做好節點設計，主要設計對象是鋼結構，有效提高不同鋼結構之間連接的穩定性。

2.建筑結構設計中常見安全問題分析

2.1建筑基礎設計常見安全問題

建筑基礎設計對于建筑整體結構安全有著非常直接的影響，但當下在實際開展建筑基礎設計的過程中，仍存在一些比較常見的安全問題。比如在開展基礎設計工作之前，針對建筑施工現場水文地質條件勘察不夠充分，直接選擇參考建筑場地周邊建設物地基情況作為建筑基礎設計的重要依據，這必然給建筑基礎設計帶來嚴重威脅。在具體建筑基礎設計環節中，沒有做好各種影響因素的考慮，荷載取值不準確，基礎拉梁荷載計算不合理，比如在開展多層框架建筑結構基礎設計時，一般會選擇采用柱下獨立基礎，但在具體結構計算方面，僅僅考慮持力層地基的反力值計算，沒有考慮到關于軟弱下臥層驗算，最終為基礎設計帶來一些安全隱患，從而對基礎設計安全帶來一定不利影響[2]。

2.2建筑上部結構設計常見的安全問題

建筑上部結構設計對于建筑整體安全也有著非常直接的影響，在實際設計過程中，常見的安全問題主要體現在以下幾方面：一是水平構件設計重視程度要遠遠高于縱向構件設計程度。然而豎向結構實際對于建筑結構安全影響同樣非常大，因此在實際設計中應做到一視同仁，不應厚此薄彼。二是在設計構件截面高度時，依然存在一些不合理的問題，比如針對一些結構層數比較高的建筑，在實際進行結構設計的過程中，選擇在建筑物角部設置混凝土墻，以便能夠更好地控制整體計算指標，但在上述設計過程中，缺乏對相連柱結構考量，而建筑本身剪力墻框架結構數量比較少，同時混凝土墻的剛度也比較大，因此必然會分擔建筑柱結構承載力，如果采用上述設計措施，將會對建筑結構整體安全性帶來不利影響。

2.3建筑工程結構抗震設計常見的安全問題

在建筑結構設計的過程中，做好工程抗震設計對于建筑結構安全也有著較為積極的影響。但當前在一些設計文件中，依然存在一些安全問題，比如比較典型的便是沒有結合實際建筑功能，正確選擇好建筑抗震設防的類別，在具體問題表現方面，主要體現以下幾點：一是人流量比較密集的多層商場建筑，在選擇抗震設防類別時，錯誤地定位為丙類建筑，導致實際抗震設計存在較大的安全隱患;二是針對一些底盤比較大的高層建筑，當建筑的下部多層裙房是大型零售商場時，將這些裙房設定為乙類建筑，但其上部高層住宅建筑卻沒有做好有效的區分，直接全部按照乙類建筑進行抗震設防分類;三是針對小學三層以內的砌體結構教學樓，在抗震設防分類方面，錯誤地將其定類為丙類建筑。

3.改善建筑結構設計安全的策略

3.1做好建筑結構基礎設計

在具體開展荷載計算工作過程中，不應機械化地對基礎設計公式進行直接套用，還需要充分考慮實際情況，結合建筑基礎寬度與深度要求，在計算荷載時做好科學合理的修正，從而有效提高建筑地基承載力，保障建筑基礎設計的穩定性。另一方面，受不同地質土壤性質的影響，地基容許承載力也各不相同，這對實際設計取值必然造成一定的影響。為有效解決這一問題，在實際進行基礎設計時，還應參考規范驗證公式，選擇合理的驗算方法。如果選擇電算方法，則需要先結合實際需求，做好模型的制定與校核，比如針對筏板下滿布樁，在實際設計時，可以應用比較廣泛的變剛度調平方法，在此基礎上，針對獲得的最終結果，還應確保與有限元分析結果一一對應，從而有效降低計算誤差，更好地保障建筑基礎設計安全。

在實際開展樁筏基礎設計工作過程中，做好筏板厚度取值也非常重要，在具體實踐過程中，通常需要先根據建筑層數，初步完成筏板厚度的估算，估算方法是：筏板厚度 建筑層數 50mm。在此基礎之上，再以實際排樁情況為依據，完成角樁沖切、邊樁沖切、墻沖切，的驗算，通常會根據角樁沖切做好板厚的控制。在這里筆者需要強調一個特殊情況，針對短肢剪力墻結構群樁沖切，由于這種剪力墻墻體并不是封閉的狀態，因此針對群樁沖切邊界，實際取值比較困難，在這里可以根據實際設計經驗，取近似值作為沖切邊界，所圍區域內短肢墻體內力能夠作為抗力進行抵消，這種方法雖然無法保證完全準確，但在區域放大后，邊界的開口效應依然會得到有效的削弱，因此仍是一種比較實用的設計方法[3]。

3.2保證建筑上部結構設計的科學合理性

首先，在開展建筑上部結構設計的過程中，針對建筑框架結構，應將電梯小井筒這一結構取消，采用連肢墻進行替代，如此一來，在發生地震時，能夠有效減輕地震對建筑結構的影響，不會吸收太多地震力，從而更好地保證建筑結構的安全。與此同時，在上部結構設計中選擇結構參數時，應結合實際情況，做好多種參數內容的考量，并采取電算方式，做好相應驗算工作。例如在實際設計剪力墻結構時，需要充分考慮主樓折減系數，并結合實際情況，做好合理的取值，一般選擇取值 0. 9;在此基礎上，還應考慮連梁折減系數的取值，一般取值為0. 78。另一方面，在實際進行剪力墻結構設計時，還應加強對結構配筋最小配筋率控制力度，既能夠減少成本，也有利于提高結構的穩定性。

3.3做好建筑工程結構抗震設計

在選擇建筑抗震設防的類別時，實現嚴格按照《建筑工程抗震設防分類標準》（GB50223-2008）規定進行合理選擇，比如針對建筑面積在2500m2以上，或者營業面積在10000m2以上的多層商業建筑，在實際設計時，應將其抗震設防分類應為乙類，而不是丙類。針對底盤比較大的高層建筑，如果裙房是乙類零售商場兼職，那么針對上部結構建筑而言，如果是高層住宅建筑，且入住人數在1萬人以內，在抗震設防方面應設置為丙類。同時在設計開展抗震設計的過程中，通常還需要將與大型商場相鄰的上部高層住宅兩層定為加強部位，并按照乙類建筑抗震設防標準，做好抗震設計工作。反之，若人數在1萬人以上，需要將抗震設防設置為乙類。針對小學三層以內的砌體結構教學樓，為更好地保護學生生命安全，應將抗震設防設置為乙類。

4.做好新技術應用

如今隨著信息技術的飛速發展，涌現出了很多新技術。例如在建筑結構設計中應用BIM技術，能夠在現有的設計過程與軟件的基礎上，實現結構信息一體化，完成三維模型的制作，在實際進行三維建筑結構模型修改時，能夠自動完成關聯模型結構的更新，還能夠基于不同建筑結構之間，完成碰撞檢查，有效提高建筑結構設計的安全性。在這一過程中，做好Revit接口轉換非常重要，通過采用三維結構模型，在轉換接口的幫助下，直接實現Revit模型的轉換，比如可以采用廣廈Revit轉換接口軟件可實現廣廈模型和PKPM模型到Revit模型的轉換，從根本上提高建筑結構設計的效率與安全性。

5.總結

綜上所述，建筑結構設計通常是一個較為系統復雜的工作，我們不但要對建筑結構設計流程有基本的熟悉與了解，而且要全面認識到當下在建筑結構設計中存在的一些安全問題，并提出一些針對性的解決措施，才能夠更好地保證建筑結構設計安全穩定性。

參考文獻

[1]趙孚洋. 建筑結構設計中安全性問題的分析[J]. 中國科技投資，2017，000（025）：85-86.

[2]楊振武. 建筑結構設計安全性問題分析[J]. 華東科技：學術版，2017，000（008）：99-99.

[3]薛穎. 建筑結構設計中存在的問題與解決對策分析[J]. 冶金叢刊， 2017，000（004）：216-217.

（作者單位：武漢市政工程設計研究院有限責任公司）

【中圖分類號】TU3

【文獻標識碼】B

【文章編號】1671-3362（2020）10-0032-02