探究建筑结构设计中如何提高建筑的安全性

李海燕 马子娟

摘要：我国的建筑行业得到了快速发展，在不断发展的过程中人们意识到建筑行业的管理应做好细节控制，让国民经济质量快速提升的同时，提高建筑施工质量。建筑施工内容比较复杂，其中安全性需要受到重视。在建筑结构设计当中，建筑安全性是非常重要的内容，建筑安全性需要从多个方面进行，保证建筑的稳定性，做好各方面管理，保证建筑结构，重视建筑后期的维护管理工作，做好建筑的安全管理。

关键词：建筑;结构;设计;安全性

建筑安全性除了与建筑企业经济效益、社会效益各方面有直接关系之外，更与群众的生命财产安全相关联。在建筑结构设计中，扎实的结构理论基础知识，运用合理材料力学、结构力学、混凝土设计、工程结构等知识来实现建筑结构设计，让建筑结构设计与最先进技术和理论结合，有效提高建筑的安全性。随着建筑行业的快速发展，人们意识到建筑结构对于建筑安全的重要性，因此对其进行具体分析。结构设计应如何进行，并非简单的建筑学问题。

1. 建筑结构设计要点

结构适用性是结构在正常使用条件下可以具备的良好工作性能，满足预定使用功能，保证建筑的变形、裂缝、振动等均满足实际设计要求，满足建筑行业规范、混凝土使用标准等。在建筑的结构设计当中，建筑主要考虑外部振动激励，实际上的外部激振主要有地震力、风荷载。专业人员在研究过程中将地震波进行了频谱分析，收集到地震波能量图，发现地震波能量分布有明显的不规律分布。而且在实际研究当中对结构物的调整也非常困难，在设计当中只有减轻地震、风振的大刚度设计原则。这个环节很难精细的调整刚度和强度，因为很难做到，也没有实现的必要。外部激励频率和结构物之间的频率相近或者是吻合对建筑结构产生较大影响，发生的振动有涡振、抖振等，不同的振动形式对应不同频段，可以对其进行刚度调整。建筑行业专业人员在进行结构刚度分析过程中发现建筑结构之所以存在安全性隐患，主要原因是共振环境所导致。自然界内产生共振的现象非常少，共振要求激励频率、结构自振频率之间相同，持续不断运动也相似，如果少量波形输入不会存在共振现象，地震在随机振动理论当中可以看作是噪声规律，在频谱内存在一定宽度，对应不同能量，地震发生很难保持频率固定，因此建筑结构安全设计方面完全不用考虑共振。

对于建筑而言，建筑本身的结构是好的，但是结构对受力有严格要求，合理的力流也就是要拥有极为合理的传递路径，往往有大路径、小路径，只有极少部分情况下存在路径均匀的可能。这种结构类似悬索结构，网壳结构往往比较均匀，但是部分结构并不是这样，比如混凝土结构，如一根悬臂梁的根部会高一些，端部会小一些，建筑学逻辑领域内就需要这样的表达方式。这种逻辑下会产生好的建筑[1]。比如清水混凝土的出现，清水混凝土本身的刚度和密度和其他材料相比更大，在具体施工作业中需要做好与主体结构的连接，只有做好这个部分的处理，才会让清水混凝土参与到结构受力工作当中，提高了建筑的总体刚度。

2. 现阶段对建筑结构设计存在的安全误区

2.1 对结构的认识不全面

从具体分析可知建筑结构设计中应充分考虑建筑安全性，针对建筑的政策使用非常重要。但是实际研究中发现部分结构设计方案中对建筑安全性方面的考虑并不多。对于建筑结构设计而言，不应仅仅从建筑角度充分考虑。但是大部分建筑结构项目都是先满足建筑使用功能，为建筑专业而服务，导致结构设计中以建筑为主，前期作出方案设计之后得到甲方的认可，协定方案之后建筑进入施工图阶段，不断修改修改，结构分析与绘制施工，与建筑和水电暖相互配合。比如变形缝施工，在施工之前技术人员凭借经验，与专业结构制定选择的结构施工相比，最终会得到截然不同的项目结果。从客观角度來看结构是建筑设计当中非常 重要的因素，因此在结构设计当中结构与设计应该结合在一起。

2.2 过于单方面强调“设计”

建筑结构设计当中过于单方面强调设计也是当前设计当中的弊端。在当前建筑多使用楼板。但是自从我国经历了汶川地震后，在建筑結构设计当中对楼板代运营形成了对立观点。楼板是一次成型楼板，钢筋混凝土浇筑楼板、砌体之间很难做好，因此考虑现场具体施工条件，楼板和砌体连接的形式不如钢筋混凝土与砌体之间的连接，而且从实际情况来钢筋混凝土浇筑的预制楼板刚度、平整度、整体性都比现浇混凝土楼板差，缺乏对砌体的约束力。而且对于砌体来讲约束构造可以提升整体抗震能力。随着城市存量土地资源的消耗，现在土地上面设计高层、超高层建筑已经成为一种常态化方式[2]。在这些高层和超高层建筑施工当中，人们对建筑框架剪应力方面的设计认识不足。

3. 探究如何提高建筑结构的安全性

1  结构体系加固法，针对结构的整体缺陷，使用新增结构构件、设施的方式来改善原本体系，完善建筑结构体系，从而形成比较性的体系，从而提高结构的整体承载能力，提高刚度与延性。该方式的优势是可以整体上提高结构的整体性、抗震能力，而且该方式的使用也会让新旧结构之间产生沉降差异影响构件的正常使用，需要引起人们的注意。

2  增设拉结体系加固法，对全装配式结构房屋的周围、横向、纵向、竖向位置增设拉接体系，该技术的运用可以增强建筑本身的整体性能，保证房屋的强度能够让房屋对振动产生一定的抗力，不会随便就倒塌。但是需要注意该技术的使用也会影响整体建筑功能的发挥。

3  体外预应力加固法，该技术在施工当中，主要是通过借助体外预应力的方式来改善结构受理方式，使用专业技术来调整结构，以改善性能、加固的方式对建筑进行加固。加固期间内部存在应力滞后的缺陷。原结构构件内力降低且基本上不影响整体结构的使用空间，方便结构在试用期间内的监测与维护。

4  卡本预应力碳纤维板加固法，这是一种主动加固方式，使用环氧胶黏剂和混凝土构件相互连接实现运用，甚至能够施加预应拉来实现建筑结构的平衡，提高整体建筑的能力。系统在加固完成后加固系统就会起到对建筑的保护性能，保证建筑整体质量，能够起到良好的加固效果。

在完善框架结构设计的过程中需要重点针对变形特征、受力特征进行分析。剪力墙设计中剪力墙的侧移刚度应大于框架，因此分配剪力也要大于框架。在变形的微调作用下框架与剪力墙的荷载均在不断调整。需要特别指出，在建筑结构设计当中建筑本身的安全性与稳定性虽然重要，但是城市地下综合管廊对建筑结构也存在一些影响，尤其是老城区综合管廊的道路开挖、封锁交通、施工工期等对其影响较大。因老建筑资料缺失，要排查和摸清地下管线很难，需要投入大量成本。而且城市地下综合管廊建设会遇到地上建筑拆迁的情况，同时修筑地下综合管廊也会对建筑的安全性、使用寿命造成一定影响。

结束语：

综上，建筑结构设计内容需要充分考虑多个方面，在结构设计当中融合建筑的安全性设计，而且在设计内容中，尽量因地制宜，合理选择，在有限条件下最大限度满足功能要求。充分考虑地震发展可能出现的情况，运用现代化手段与方式来保证建筑结构性能。现阶段人们对结构认识不断加深，在这种情况下应结合现代化的手段充分考虑，保证建筑结构稳定性。对于建筑行业而言，充分考虑建筑安全，是保护居民生命安全的重要前提。

参考文献：

[1]丁晓明. 在建筑结构设计中提高建筑安全性的策略[J]. 山西建筑，2019，045（009）：49-50.

[2]柴伟. 建筑结构设计中提高建筑安全性的策略研究[J]. 住宅与房地产，2020，No.564（05）：64-64.