結構設計中提高結構安全性的思路分析

朱杰斌

廣東省重工建筑設計院有限公司 廣東 廣州 510630

結構的安全性是結構設計中最為重要的一部分，結構安全性的提升可以在一定程度上提高建筑的穩定性，同時增加項目的實際使用體驗，同時也能夠降低結構建設和使用過程中的風險，起到提升建筑項目核心競爭力的作用。所以，結構安全性是建筑行業非常重視的一個環節，希望在結構設計中逐步提高其結構安全性，以此提高建筑的品質，推動建筑企業更穩定的發展。

1 結構設計安全性的功能要求

1.1 承受施工和使用期間的功能要求

近年來，建筑行業飛速發展，隨之帶來的是建筑行業內的超高速結構建設的節奏。為了確保結構的安全性能，就需要從結構設計的角度出發，考慮結構建設時所需要承受的施工壓力和節奏，將結構的安全性能與后期項目的使用相結合，有利于在結構設計中保障結構建筑后期使用的安全性。同時，在結構的安全性方面，要根據建筑的不同施工方式和使用性能進行細致化設計。不同的施工方式、不同的結構使用，都會直接影響到結構設計的諸多方面。比如，建筑結構采用混凝土澆筑的方式進行施工，在結構設計中，就要考慮混凝土材質的自重以及支撐梁、板面等不同的承載力，從而保障建筑結構的穩定性。從結構建筑的使用功能來說，建設高層住宅樓結構時，必須在結構設計中添加消防登高面。按照消防標準以及住宅樓的建設居住密度進行總面積的設計，從建筑結構后期的使用安全角度出發，對建筑結構進行安全性設計，提高其結構的安全性能。

1.2 保持良好的使用性能

建筑結構建設的最終目的是投入正常的生產使用，而確保建筑結構正常使用的前提就是保證建筑結構的安全性能和良好的使用性能。根據實際的調查顯示，建筑結構在保持其正常使用時，對機構本身對壓力會有一定的提升，比如，在對建筑內部進行裝修時，局部的材料堆積、墻體的敲砸、打孔等，都是對原有的建筑結構的破壞。但此類行為是建筑結構功能的正常使用，所以，為了確保在建筑結構發揮其實際的使用性能時結構安全得以保障，就一定要綜合考慮到建筑結構投入使用后到不可控因素。從建筑結構本身的使用性能來說，要確保在進行結構設計時，確保建筑結構在使用過程中，其結構表現出穩定的安全性能。舉例來說，建筑結構投入使用后，因在裝修時敲毀承重墻，導致建筑存在傾倒、墻體結構開裂、以及建筑結構沉陷的風險，會直接影響到建筑結構本身的使用性能。所以，在結構設計的時候，首要任務就是綜合考慮建筑結構的使用環境以及性能，通過結構設計對存在隱患的問題進行提前的規避，從而提升結構的安全性。

1.3 具有一定的抗災性

從結構的安全性角度考慮，在結構設計時需要將抗震抗災因素融入設計當中。通過結構設計來優化結構的安全性能，使其具有一定的抗震抗災性，確保建筑結構在遇到偶發災害時，仍能保證其結構的安全性能。為了確保建筑結構的使用安全，需要根據結構類型以及地理位置進行相應安全設防設計。在結構設計中，考慮建筑結構所處區域易發的地質災害等能夠影響到結構安全的因素，對此進行安全設防水平的評定，從而根據這一水平進行結構設計的優化、建材的選擇等。比如，在進行地震頻發區域的結構設計時，需要考慮到建筑結構的抗震性。根據之一問題，通常會在建筑結構設計中采用抗震架構，在中高層建筑中，多使用剪力墻結構，有效提高墻板的承載力度，延長結構的坍塌速度，為人們爭取更多的逃生時間。在結構設計中著重考慮結構的抗震抗災的安全性能，在提高結構安全性上占據重要地位。加強結構的抗震性設計，切實保障建筑結構使用的安全，減少因自然災害造成的結構坍塌等事故的發生，從而提高結構的安全性[1]。

2 結構設計中常見的安全隱患

2.1 安全把控無明確標準

通常的結構設計中，缺乏對安全性能的明確標注。結構設計不僅僅是對建筑構造的組成，也是對結構建設標準的要求。以往的結構設計中，存在有結構設計規范設計值較低的情況，在整體的建筑結構設計中存在安全規范不足以及其他缺陷。針對結構設計而言，沒有明確的安全標準標注，會大大降低結構設計的權威性，對建筑結構施工對約束力較差，直接影響到建筑結構施工的質量。舉例來說，我國的結構設計中，由于缺乏對結構設計安全標準的把控，導致我國建筑結構，使用年限大大降低。出現了建筑結構投入使用后，短年間出現開裂等結構質量問題。

2.2 建材使用不合理

在建筑飛速發展的大環境下，人們關注的往往是建筑結構的經濟效益和實用效益。因此在這個過程中很容易出現偷工減料的問題。在結構設計中，對建設材料的選擇是根據設計原理進行斟酌，而真正的建材使用，需要投入到建設本身中，才能發現其中的問題。在以往的結構設計中，缺乏設計人員與施工人員的協調溝通，導致結構搭建的材料設計并不符合實際的施工要求，這其中不僅僅會造成結構安全隱患，還會增加一定的經濟成本，影響整體項目的經濟效益。結構設計中，可能缺乏對實際施工環境因素的考慮，選材考慮的是零負載情況下的品質保障，容易忽視負載情況。在結構設計中不能只考慮設計數據，忽視性能數據，這樣會直接影響建設材料的選擇，從而影響到建筑結構的安全性能。不合理的建材選擇，影響整體結構的穩定性、抗壓性、抗風險性，致使結構的安全性能無法得到保障。所以在建材方面的選擇上一定要慎重，需要由專人采購，并由正規的廠家提供材料并出具合格證書及材料的檢驗報告等。

2.3 安全監管不到位

在我國的結構設計上，存在有安全監管不到位的問題。結構設計只針對于結構本身的建設，對于建設過程中的安全監管問題涉及極少。關于結構設計中的安全監管，能夠在施工過程中，對整體建筑結構的安全質量進行把控，從而減少安全事故的出現。在結構設計部門，缺乏對結構的安全監管意識，并且在真正的建筑結構施工過程中，缺乏對建筑結構設計的安全監管。加上在結構建設過程中，施工人員缺乏安全建設意識、管理人員缺乏監管意識，導致結構的安全性沒有保障。再加上結構設計中，對設計方案的安全監管不到位，很容易導致設計圖紙存在安全缺陷，容易導致在結構建設過程中，無法依據設計圖紙進行安全質量監管。以11·23金華開發區發生的較大坍塌事故為例，事故分析表示，該工程在結構設計圖紙上出現了重大錯誤，相關安全監管不到位，導致錯誤圖紙進入施工階段，再加上施工圖紙的審查工作缺失，直接導致了這次安全事故，造成了6人死亡、6人受傷、經濟損失高達1097.55萬元。這類安全事故就是在結構設計階段的安全監管審查不到位造成的，直接影響到項目的安全性。可見設計圖紙的重要性，直接關系著建筑的質量，也關乎著施工人員的人身安全，必須引起相關人員的高度重視。

2.4 結構設計缺乏抗災性

近年來，我國地震災害發生頻次較多，針對建筑結構的穩定性來說，部分建筑結構缺乏對災害的承載能力，對建筑結構的安全性造成一定的影響。我國近年發生的大大小小的地震，對人民的生命安全和財產安全都造成了一定的損失，而損失的直接來源就是建筑結構坍塌，造成人員傷亡以及財產損失，歸根結底是建筑結構設計的抗震性能的缺乏。在結構設計中，缺乏對自然災害的防范意識，不夠重視建筑結構的抗震性和抗災性，導致結構設計方案中，關于災害防治方面的設計缺失。再加上建筑后期的使用過程中，存在對建筑結構的破壞，就會直接影響到建筑結構在災害環境下的安全保障性能。以2008年汶川地震為例，當時的坍塌建筑多為磚混結構，由于該地區處于地震活躍帶，應該在建筑結構設計中合理地使用構造柱和圈梁，以增強建筑結構的抗震性，有效抵御地震侵害。在當地的災后重建設計中，就采用了抗震結構設計，優化當地建筑結構的抗震性，從而提高建筑結構安全性能。所以建筑設計中不僅要考慮正常因素，也要考慮自然因素的影響，以免因自然災害而造成對建筑物的破壞，給人們帶來巨大的經濟損失[2]。

2.5 設計人員的資質和能力缺乏重視

在現階段的結構設計行業中，由于市場體量較大，對相關技術人員極度缺乏，且部分建筑結構設計公司規模較小，能力有限，導致從業人員中，出現資質缺乏，能力缺乏等不同情況。在高速發展的階段，人們執著于追求高效工程，為了節省時間，某些設計機構不考慮工作人員的實際水平，未經培訓上崗，直接導致結構設計的質量大幅下降，甚至出現安全紕漏。并且，現階段的結構設計過度依賴于計算機算法，沒有對現場結構進行細致的考察，簡單的通過計算機運算得出的結構數據，并不能支撐實際的結構建設工作。設計者沒有相應資質、簡單應對工作、缺乏安全監管審查等問題的累加，直接導致結構的安全性大打折扣。所以一定要嚴格要求相關人員持證上崗，其次要有實地測量、核算的能力，同時也要加大對安全監管力度，最大化保證建筑結構的安全性。

3 提高結構設計安全性的措施

3.1 提高結構設計的安全建設思想

為了確保結構設計的安全性，需要從設計人員角度出發。提高結構設計人員的安全建設思想，加強對結構中的安全性能設計。從設計人員的安全理論知識的掌握情況，以及設計人員的相關設計資質等多角度進行提升，營造良好安全結構設計氛圍。并且在此基礎上，增加結構設計的安全性培訓，為設計人員提供切實可行的設計思路。提高安全建設思想不僅僅是對理念的傳播灌輸，更多的是對專業技能的培訓。近幾年，我國出現過由于私搭亂建等問題導致的建筑結構坍塌的事故，對此，結構設計人員需要增強在設計中對此行為的預防工作。在建筑的設計中增強結構的耐性和強度，外立面設計上減少私搭亂建的可行空間，從而減少因此類問題導致的安全事故。

3.2 保障結構設計中材料質量

建筑結構的安全性與建筑結構的材料質量有很大的關系，結構設計中關于材料質量的把控極為重要。為了保障建筑結構的安全性能，必須杜絕不達標的建筑材料投入使用。在結構設計過程中，需要嚴格把控建筑材料的采買，根據結構實際情況，對建筑結構的安全性進行測量評估，依據實際數據進行結構設計，從而選擇適合的建筑材料。通常情況下，結構建設的周期較長，所需要的建設材料可能會出現期間補買的情況，在結構設計中，需要將此類情況提前納入思考，預留一定的量的備用建材，保證同批次材料的質量相同。如果避免不了此類情況，需在結構設計中，提前規劃單采質量檢測環節，以確保后期采買的建設材料質量有所保證。通過建設材料的質量把控，提高結構設計的安全性，從而保障建筑結構的質量與安全。

3.3 強化設計工作者的專業技能

近年來，隨著科學技術的不斷進步，關于建筑結構設計的方式也隨之發展。為了提高建筑結構設計的水平，需要強化對建筑結構設計工作者的專業技能，使其緊跟時代潮流，進行科技化、現代化的發展。以往的結構設計中，缺乏科學性和技術性，都在對專業技術人員的技能提升中得到改善。使用建模技術，對整體的建筑結構進行計算和分析，同時為后續結構設計提供精確的數據支持。再通過計算機軟件的使用，對結構進行分析、繪制，舉例來說，將結構軸網和構件導入軟件，通過軟件功能實現構件替換，結構建模，從而達到科學標準的結構設計圖紙。通過對設計工作者專業技能的提升，增強結構設計的科學性和安全性，從而進一步提升建筑結構的穩定性。

3.4 加強設計中各環節的溝通

結構設計需要考慮的是整個建筑結構的全局使用，不僅僅是一個部分的結構內容。所以，結構設計的全部流程需要涉及到許多項目環節和部門，這就說明結構設計不是依靠一人力量就能完成的項目。結構設計需要加強各個環節直接的溝通與調節，從多角度出發考慮結構的安全性，將每一環節串聯起來，避免對某一環節的遺漏，造成結構上的安全隱患。在結構設計中，建立良好的溝通機制，有利于提高結構設計的效率和質量，將每一個環節存在的安全問題進行細化解決，從而能夠提升結構設計的安全性。強調全流程的溝通管理機制，對整個結構設計方案逐環節進行動態管理，避免每個環節中的安全結構的失誤，最終達到提升結構安全性的作用[3]。

3.5 優化結構體系選擇安全設計形式

首先，在進行結構設計前，需要加強對建筑結構的地質勘查，進一步分析結構環境，規避不利因素，利用有利條件進行結構設計，從而降低建筑結構的安全隱患，保障結構設計的質量。其次，在對建筑結構進行設計時，考慮結構設計的布局，雖然結構設計的外觀上要考慮到消費者的喜好和需求，但為了確保建筑結構的安全性，必須保障建筑結構內部布局穩定。從安全角度出發，對結構設計進行合理的規劃和布局，既要滿足消費者需求，又要確保建筑結構設計的安全性，從而使結構設計能夠順利地經過審查，投入生產，為結構設計的日后使用效果奠定基礎。在優化建筑結構設計時，必須將安全設計放在首位，從而在確保安全結構的基礎上，完成建筑結構的其他功能實現[4]。

4 結束語

綜上所述，雖然人們對建筑結構的要求隨時代發展而提升，但對于建筑結構的本質需求仍是安全性。現階段，我國的結構設計中，關于安全性的重視程度仍不夠強，但近年來安全事故頻發，直接警醒了眾人，對結構安全的重視。所以，為了保護人民生命安全及財產安全，一定要提高建筑結構的安全性設計，提高安全設計意識，引進先進設計技術，從而促進整體結構設計行業的安全性得以提升，優化整體建筑結構行業的設計氛圍。