浅谈建筑结构设计的安全度

王明玉

【摘 要】 进入19世纪以来，高层建筑在全球范围内取得了长足的发展与进步，建筑的安全性要求更高，指标更为严格。近年来，人们对于建筑预防地质灾害的能力尤为看重， 抗震指数，防火级别，疏散通道，避难层等跟建筑安全性息息相关的技术及硬件指标越来越多的被人们所关注。本文在建筑设计安全诸多决定因素中选取建筑结构设计安全问题做初步研讨，以供参考。

【关键词】 建筑结构；安全度

前言

随着现代建筑产业的发展，基于建筑结构设计安全度的有效控制，直接关系着工程质量控制、造价管理等诸多环节。现代社会高层建筑的长足发展，建筑层数增多，高度增加，建筑风格趋于多样化，现代建筑对于工程设计的合理性要求日益突出，如何在最大化满足建筑功能性的同时，兼顾设计合理性，建筑美感度，建筑社会效益环境效益及经济效益是摆在目前建筑业的一个重要话题。

一、建筑结构设计的安全度把控对于工程本身的重大意义

在的工程建设中，结构的安全度是衡量建筑结构有效性的重要基点，而以此发散的建筑功能性、美感度、创造力及艺术感也都是基于建筑结构安全这一基本前提。同时，结构设计的安全度更体现在建筑应对突发的特殊情况的稳定性思考，因此建筑结构设计的安全度对于现代建筑有着十分巨大的意义，离开结构安全，建筑设计将无从谈起。另一方面，建筑结构设计的安全度把控并非一味的高标准堆砌，而是在基于项目本身具体情况及周边地质、地理环境考虑下而得出的综合性思考成果。结构设计的合理是建立在对项目本身的深入了解及对各种结构体系优劣及适应性的充分挖掘基础上得出的最佳方案，符合各项技术指标、不浪费、不缺失是建筑结构设计在安全性指標上的基本出发点。

二、影响建筑结构设计安全度的主要因素

总的来说，建筑物结构设计安全度是指在设计师设计下，通过规范化的设计，合理的施工处理使建筑在一定的环境下具有预防破坏及应对突发事件的一个安全系数指标。建筑的安全性主要取决于设计水平与施工水准，而其中，处于设计规划阶段的建筑结构设计方案具有更大的可控性，因此在工程安全的综合考虑上，建筑结构设计安全就显的尤为重要。一般而言，建筑设计的结构安全度主要是由构建重要性所决定的，若建筑物重要层级相同，结构的安全富余则主要体现在构架的平面布置及竖向受力方面。在建筑结构设计上，平面规则和竖向受力构建规则的建筑工程将会拥有更加合理的受力结构，工程的安全系数也会更高。若建筑物体现在同等的设计要求之下，合理的建筑结构设计则会表现出更好的经济性。因此，在工程的前期准备阶段，建筑的结构设计就显得尤为重要，设计人员必须在充分了解结构设计规范及工程特性的前提下做设计的创意发挥，而并非一味的求新求异，脱离了建筑结构合理性的工程设计无疑于舍本逐末。

1.建筑结构方式的选取

就全球范围内来看，钢框架和钢筋混凝土框架结构为目前最为常用的两种结构方式。单从结构安全性角度考虑，钢框架结构相较于钢筋混凝土框架结构有着更为明显的优势。例如，钢结构有着更高的强度且自重更轻，抗震性能更好。但同样的，钢框架结构的耐火性能较差，对于高层建筑的防火性能难以达到最为理想的要求。因此，相对而言，钢筋混凝土框架结构在全球范围内的应用则更为普遍，钢筋混凝土框架结构作为建材性能而言无明显缺陷，而随着施工技术的进步，混凝土材料性能的提升，钢筋混凝土框架结构的性价比优势更为明显。

而对于建筑本身而言，建筑的重要性是作为结构方式选取的一个重要指标，此外，还应综合考虑当地的地质、地理环境等各方面因素。

2.建筑结构体系的选取

就目前而言，全球范围内比较常见的建筑结构体系包括：框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构等。四大结构体型均有各自的优势及局限性，因此，在综合考虑建筑功能性及当地地质、地理环境基础上的建筑结构体系的选择就有着十分巨大的现实意义

1.框架结构

框架结构式目前较为常见计算理论成熟度也相对较高的一种结构体系。框架机构体系适用于楼层相对较低的一般性建筑，例如：办公、住宅、商店、医疗、学校及多层工业厂房、仓库等。对于框架结构域本身而言，其建筑平面布置灵活，建筑立面易于操作施工，该体系结构使得房屋整体自重较轻，造价相对较低，有着不错的性价比优势。但同样，框架结构本身的局限性也十分明显，例如：框架结构体系柔性较大，抗侧力能力较差，从而直接导致框架结构体系对于风荷载作用及地震荷载作用的承载力不足的缺陷。因此，框架结构的适用范围有限，理论上而言，框架结构体系的合理层数应该控制在6到15层之间。

2.剪力墙结构体系

剪力墙结构体系能很好的解决房屋刚度及抗剪度不足的问题。通常，在高层建筑的施工中，人们在建筑结构中设置钢筋混凝土墙体并通过多轴线或横向交叉布置的形式形成刚度较大的墙体，从而使得空间整体性能大大提升并保证了房屋的抗震性。此外，剪力墙结构体系还具有易于分割的特点，因此该结构在传统住宅及旅馆的应用中较为普遍。

3.框架—剪力墙结构体系

框架—剪力墙结构体系被更多的用于现代高层建筑中的行政办公大楼及高档酒店、旅馆等。由于综合了框架结构及剪力墙结构的优点，框架—剪力墙结构体系在现实运用中表现出更好的钢度及抗震能力，同时，也有着布局灵活使用方便等特点。

4.筒体结构体系

筒体结构体系是现代建筑设计飞速发展下的产物。随着现代建筑对于建筑层数，建筑高度的需求越来越高，高层建筑对建筑结构体系提出了更多更复杂的要求，传统建筑结构体系中，无论是框架结构还是剪力墙结构均以平面工作状态构筑建筑设计，其梁体刚度，抗震系数难以达到要求。而筒体结构体系则很好地解决了这方面的需求。筒体结构体系的基本原理为：由剪力墙构成空间薄壁筒体成为竖向悬臂箱形梁，加密柱子，从而增强梁的刚度，并能形成空间整体受力的框筒，筒体结构体系通常由一个或多个筒体组成。

对于建筑结构体系的选取并非简单的对号入座，在处理建筑个性及复杂的环境因素面前，前期的综合调研和理性分析就更为重要。建筑结构设计应该在不违背建筑理论基本原理的前提下，灵活运用、合理创新，不应过分拘泥于以往的经验、规则，要懂得与时俱进、具体问题具体分析。建筑结构设计的安全是整个工程建设环节最为重要的一环，因此必须格外重视。

3.建筑体型及立面的规则化设计

现代社会，建筑业发展日新月异，建筑本身在满足其基本功能性的同时更被赋予了越来越多的含义。因此，在建筑设计上，设计者的个性思想及创造力被越来越多的表现出来，这也是建筑业蓬勃发展的良性表现。与此同时，建筑体型及立面的创新也使得建筑在具体的施工过程中呈现出更大的操作难度更复杂的受力结构，这无疑会对建筑整体的安全提出新的考验。因此，在建筑结构设计上，设计者应在保障建筑安全性这一大的前提下合理创新，尽量避免不规则化立面设计，从根本上保障建筑结构设计的整体安全。

总而言之，建筑机构设计的安全性把控是一个多方面综合考虑的过程。一方面他是工程可行性的基本保障，是工程顺利实施的前提，另一方面，他又将对工程建设的各个环节产生深远的影响。例如，建筑结构设计会对工程具体实施过程中的建材、工艺等提出具体的要求，从而对工程造价产生根本上的影响。在工程建设中，建筑结构设计的重要性不言而喻。因此，现代建筑工程对建筑结构设计提出了更高的要求，设计人员必须对于工程整体的各个环节做充分的思考，并以高度的责任心及使命感将对建筑安全性的把控落实到工程建设的每一个具体环节中。

参考文献

[1] 胡松.建筑结构设计安全度的探讨[j].中小企业管理与科技（上旬刊）.2010（09）

[2] 王仲庆.对提高建筑结构设计可靠度的看法.建筑经济.2008

[3] 杨云峰.浅谈建筑结构抗震概念设计[j].科技创新导报.2009（11）