建筑结构设计中提高建筑安全性的有效对策

王艺博

（威海天和建设工程有限公司，山东 荣成 264300）

引言

随着我国建筑业的快速发展，建筑结构设计已成为人们关注的焦点。建筑结构设计安全是维护建筑整体安全的重要环节。因此，设计师一方面要认真贯彻建筑设计规范，另一方面也要高度重视建筑安全分析。从主客观因素出发，探讨建筑结构安全设计的重点，以促进我国建筑业的更好发展。

一、建筑结构设计概述

（一）建筑结构设计的作用

其一，能够实现高层建筑架构的实际需求。最近几年，在建筑物层数持续上涨的情况下，针对建筑结构开展设计工作的过程中，应当综合参考具有较高高度的建筑物有关的使用要求，围绕高层建筑结构的具体架构开展深入思考。在正式开展结构设计环节之前，需要对施工材料等各项有关实施需求开展综合规划及研究，需要注意的是，在保证实现建筑工程总体结构具备完善、合理的前提下，设计规划出满足高层建筑物特性与作用性标准的结构；其二，能够实现高层建筑使用安全的实际要求。事实上，针对所有建筑物而言，判其达标并能够被投入使用的关键指标，便是本身是否具备安全稳定性。在建筑物高度持续增长的背景下，针对安全稳定性的规定标准同样逐渐提升。假如建筑结构的设计规划内容具有合理性，便可以有效保证建筑物的安全稳定性；其三，能够有效提升建筑物的使用性能。建筑结构设计应从用户角度出发，丰富建筑的实用性和功能性，使得用户能高效运用室内空间，合理科学的结构设计能够影响其结构空间的应用性能。

（二）建筑结构设计的原则

第一，在房屋建筑结构设计的过程中，不同的房屋建筑结构在房屋建筑中的作用不同，因此相关工作人员需要根据实际情况开展相应的结构设计，使建筑材料的种类和数量能够满足房屋建筑工程的需要。第二，房屋建筑工程具有复杂性，因此，在房屋建筑结构设计的过程中需要充分考虑不同环节以及结构设计原则，将设计工作同安全理念相结合，更好地确保施工人员以及施工现场周边居民的人身安全。第三，在房屋建筑结构设计的过程中，需要相关设计人员根据房屋建筑实地情况开展相应的房屋建筑结构考察，包括：房屋建筑是否出现裂痕、检测建筑工程各个部位的实际参数等，从而采用更加合适的建筑材料，确保工程施工的质量。

（三）建筑结构设计中提高建筑安全性的意义

在当前建筑工程领域，结构设计的重要性不言而喻，对于建筑工程体系的安全性与稳定性具有直接影响，是整合运用建筑结构设计各项基础要素的关键阶段，需要高度重视。近年来，国家相关部门高度重视建筑结构设计安全性的优化提升，在建筑结构构造及受力分析模型创建方面制定并实施了一系列重大方针政策，为新时期建筑结构设计提供了鲜明的技术导向与遵循，在全面优化提升建筑结构安全性等领域取得了显著成就。在当前建筑结构设计中，应遵循诸多原则，具体包括结构完整性原则、合理设计防护结构原则、刚度刚柔并济原则以及经济实用性原则等，在相关技术规范与行业标准的约束条件下，实现对建筑结构各项资源要素的统筹整合，使其构造成为一个统一的有机整体，最大限度地确保建筑结构设计的整体性与可靠性，将潜在的结构性安全风险隐患消灭在萌芽状态。

二、建筑结构设计中出现的问题

（一）设计过程主观因素

相比于建筑施工，建筑结构设计是伴随着我国经济发展和外部市场环境的改变而产生的一门新兴学科，发展周期较短，很多建筑结构设计方向的研究院都出现研究人员短缺的情况。因此很多建筑设计类专业的毕业生，缺少相关经验、知识的积累和运用过程，没有经过系统的培训和考核就上岗，成为相应的从业人员。这类人往往缺乏相应的实践能力和系统的理论知识，最重要的是他们还存在安全意识匮乏的问题，直接导致建筑结构设计中出现很多的疏忽和漏洞，影响建筑整体的安全性。

（二）建筑物框架设计存在的问题

建筑框架结构在设计时主要分为2 类：剪力墙结构和筒体结构。在建筑设计中，最普遍使用的剪力墙结构就是俗称的框架结构。在建筑结构的设计过程中，相关的设计人员需根据框架的要求及特征，对所设计的建筑物的框架柱和框架梁进行合理的设置。但是在实践中，往往会忽略一些框架设计，就会导致设计方案出现问题，还有的设计人员为了更加突显建筑的功能，在对框架柱进行设计时，相应地减少框架柱的宽度，很大程度上降低了框架柱的抗击能力，抗震能力变弱。

（三）建筑结构抗震度不达标

根据实际使用情况来看，部分建筑工程的结构抗震度不达标，在遭受地震等自然灾害影响时出现大面积房屋受损与建筑倒塌现象。此外，部分建筑工程中普遍存在结构抗震设计重视程度不足的问题，所采取的抗震设计措施不符合实际情况，难以在建筑使用期间发挥出应有的抗震效用。例如，在某建筑工程中，该工程处于六度抗震设防区，设计人员未树立起正确的抗震意识，主观认定六度抗震设防缺乏实际意义，选择缩减承重柱等构件截面积，以此增加梁柱线刚度比，违背了“强柱弱梁”设计原则。如此，虽然不会对建筑使用功能的发挥造成影响，但在出现地震等自然灾害时，梁柱结构处于受力状态，由于柱顶抗弯度较差，容易在梁底等部位中出现裂缝等质量通病，进而提高建筑倒塌等安全事故的出现概率，存在安全隐患。

（四）结构设计中不具备良好的耐久性

针对大多数的建筑工程而言，很长的一段时间处于外部环境中，由于经受气温等各种因素的影响，假如施工单位未能实时开展相应的维护保养工作，将会致使建筑项目的承重能力持续下降，对建筑结构的安全使用造成影响。例如，通过研究钢筋等建筑构造可以发现，碳化现象往往会使钢筋表层结构的整体性受到影响，威胁内部钢筋碱性保护环境的基础上，腐蚀性介质侵入钢筋表面，当其与钢筋出现化学反应后，导致钢筋锈蚀面积持续增加，时间一长，出现混凝土结构开裂现象的同时，严重情况下还会出现混凝土保护层脱落等现象。

三、建筑结构设计下提高结构安全性的方法措施

（一）加强结构设计的合理性

建筑的结构设计中各个环节都应保持合理性，只有每个环节不出偏差，各个环节相互配合才能保证建筑整体的合理性和安全性。例如钢筋是建筑结构中重要的组成部分，钢筋的质量和安装方式将直接决定建筑整体的结构安全以及可靠性。剪力墙的设计过程中，应当保证横向钢筋在外，纵向钢筋在内的准则。对于地下结构不仅仅要提供对于上部结构的支撑力，还要传递载荷给地面，因此墙体整体的抗侧压的能力是极其重要的。所以不同于剪力墙的钢筋处置方式，应当采取横向钢筋在内，纵向钢筋在外的原则，即与剪力墙的布置方式正好相反。此外楼板的设计也是建筑结构设计需要重点考虑的对象，其使用能力和可靠程度将直接影响建筑整体。楼板的相关设计中，相关从业人员需要考虑不同梁的受力情况，主次梁的受力方式不同，需要对受力大的楼板进行单独的考量和设计。在保证楼板设计的合理性和可靠性的前提之下，便可以减少钢筋的使用量，从而减少工程整体的造价。

（二）合理设置框架

在设置框架时，要保证其合理性。可采用以下几种方法来进行合理的框架设置。第一，设计者在设计钢筋混凝土的同时，要对电梯井的数量适当减少转而增加井筒数量，使得钢筋混凝土稳定性在原有的基础上得到部分提升。第二，设计人员在选择参数时，要结合建筑模型对自己设计的方案进行反复的演算检验，确保结果与指标一致，也有利于提高框架的合理性。第三，对于配筋量的计算，设计人员要严格把控，才能设计出符合要求且美观的建筑。

（三）增强抗震设计

为预防和减少建筑结构塌陷等安全事故出现，降低地震灾害对建筑结构造成的损坏程度，建筑设计师必须树立起正确的抗震意识，认识到结构抗震设计工作的重要程度，转变自身设计理念及思路。同时，在建筑结构设计方案中，需要综合采取结构抗震设计措施，具体措施如下。第一，建筑场地选择。在条件允许的前提下，尽可能选择未分布软土地基、不均匀沉陷滑坡、粉砂土液化与地裂等存在地质问题的场地。第二，结构抗震体系选择。合理分配建筑抗震结构内力，规划多条地震力传递途径，重点改善薄弱部位的抗震能力，避免出现建筑局部突变与塑形变形等安全事故。第三，设置多道抗震放线。在出现地震灾害事故后，由于人为设置若干数量竖向抗侧力结构，在地震能量传播期间可以有效吸收地震能量，以此缓解建筑物共振现象，避免建筑结构严重破损。

（四）针对结构耐久性开展具体设计

现阶段在国内大部分建筑物的结构框架中，普遍利用混凝土结构，这便加倍凸显耐久性设计细节在加强建筑结构安全性方面所起到的关键作用。有关设计人员务必对混凝土的混合比例进行把控，具体从以下内容开展工作：其一，需要从设计强度的角度进行，务必紧密关联配置强度，在最初明确混合配置比例的过程中，设计人员应当针对水灰比例用砂石料等测算方式进行调整；其二，需要参考建筑工程所有方面的作业现场状况，最为关键的是融合砂石料的质量条件，第一时间针对配置混合比例进行调整，并且针对混凝土强度的检验环节，在结构的每一平方当中，明确各种施工材料的实际使用情况；其三，在实际整改配置混合比例的过程中，应当完成砂石含水量的检测环节，清晰确定混凝土后期的实施配置混合比例。需要注意的是，设计人员只有认真遵循建筑行业规定的操作标准，才可以切实保障建筑结构实现较高的耐久性要求，从保护层角度进行思考，科学加强其厚度，不但需要保证和周围自然环境有效融合，还应当使外部自然环境带来的积极影响得以体现，在科学执行地域划分的前提下，清晰明确该地建筑结构保护层的实际厚度，确保二氧化碳无法快速腐蚀建筑结构的表层。

（五）优化设计结构方案

建筑物结构设计是整个项目的核心，因此就要把控好设计方案的质量，这对后期建筑施工质量也有很关键的影响作用，要能够进一步提高建筑物的质量，优化设计方案，保证后续项目顺利实施，保证整个工期质量效率都达标。首先，制定顶层规划设计原则，如结构设计的内容比较复杂，要考虑多方面的因素，整体建筑物的各项适应性、稳定性等都要由设计师来把关。要关注建筑物的标准性问题，在高层建筑物的结构设计研究时，由于建筑楼层较高，一些工程公司为了追求经济效益，而违规修改相关的设计方案，这会给后期的项目带来很多的安全隐患。在建筑结构设计时，还要仔细地勘察周边的环境，认真仔细去研究建筑物周边的建筑物状况，包含施工场地地质土层、水文、地质地貌、气候等相关状况，要研究好建筑物存在的各类影响，同时还要对当地的荷载进行分析。要结合实际的勘测认真研究，才能够优化设计完美的建筑结构方案。

结语

综上所述，建筑结构设计过程中很多环节都会出现问题，有些问题虽小，但是也对结构整体的安全性和可靠性造成了威胁。因此对于建筑设计从业者来说，应当仔细调研，明确建筑设计中可能出现的问题，注重设计安全性影响因素并制定合理的管理措施，以提高建筑工程安全水平，保证建筑结构质量安全。