关于建筑结构设计安全因素的思考

丁海平 中铁十二局集团建筑安装工程有限公司

1 前言

目前，我国对建设质量提出了越来越高的要求，在满足一定经济需求的前提下，使其具有较高的安全性。保证结构在规定的使用周期内达到不同的功能需求，具体的功能需求包括如下几点。

（1）能够经受住在一般建设和运行过程中的多种影响，并在突发情况下仍然能维持总体的稳定，也就是建筑物必须具备的安全性能。

（2）在日常工作中，其工作特性优良，是建筑物的适用范围。

（3）充分的耐用性，用于常规维修。以上所提到的安全性、适用性和耐用性，是衡量建筑物安全性和稳定性的指标。也就是在某一特定的情况下，结构的稳定性就是该建筑的安全程度。建筑工程的安全性是由一个民族的经济、资源、社会资金积累、建筑工程技术和建筑工程的物质品质等因素决定的。

尤其是在建筑工程的直接成本、维修成本和投资风险（如人身伤亡和财务）的关系上有必要加大研究力度。尽管在结构安全性设计中，增加了结构的直接成本，降低了维护成本，投资的危险也会随之降低；若项目成本下降，维护成本及投资的危险也会增加。对建筑物结构设计安全性进行评估，其实就是衡量结构成本（包含维护成本）和结构的危险，寻找最好的方案。简单地从建筑的耗材、经济性等方面衡量建筑的安全性，会造成对建筑安全性理解的偏颇。这不但关系到人身和财产的丧失，而且还会造成严重的社会影响，制约当地的经济发展。例如2022年4月29日12时24分湖南长沙居民自建房倒塌事故教训就比较惨痛，经初步调查，倒塌房屋系居民自建房，共8层，承租户对房屋有不同程度的结构改动。

2 建筑结构安全的重要性

随着我国建筑业的迅速发展，对建筑工程安全性的需求日益突出，特别是对工程质量和工程造价的控制。建筑工程安全性是由多种不同的角度决定的，因此，从整体的安全性出发，对建筑施工和工程质量管理至关重要。建筑结构的安全性从某种意义上体现了对项目成本的管理，特别是对项目高效的经济性管理。结构的安全性是指在功能构建和结构规划的大环境中所期望的结构安全性，建筑的安全度是建筑效能的一个基本指标，它的合理性、施工的安全化、使用的舒适度等都是从安全角度考量的。

建筑结构设计中，需从施工技术角度、受力情况、整体设计理念等方面展开设计，保证结构设计的安全性，既要保证工程施工和日常的使用，又要考虑各种自然灾害时的安全度。在结构设计中，要充分考虑各种特定条件下的结构稳定。从安全角度来看，它对技术的需求更大。

建筑安全的好坏直接关系到建筑的风险控制和施工安全。同时，由于技术要求，对建筑材料和工艺要求更高，对建筑安全性要求越高，则会增加项目的投资。所以，施工组织的安全性是否合理，将直接关系到施工质量和成本。在施工过程中，如何正确地选择建筑物的安全等级，是施工过程中的一个重要问题。

3 房屋结构设计优化基本原则

（1）合理性原则。建筑施工由施工主题活动及其施工原材料等组成，建筑结构优化全过程中，对危害作业的原因展开剖析，前期工作做好工程概预算管理方法，优化资金分配和项目设计，在确保工程顺利完成的情形下，取得最大经济收益。

（2）安全系数原则。房子结构务必确保安全性，总体结构、细部结构需满足有关标准，与此同时，还应当充分考虑环境因素的影响，根据优化工程施工设计方案，进而确保建筑结构的安全系数，减少安全隐患，提高房屋结构品质。

（3）多功能性原则。随着人们生活水平的提高，多功能性成为买房的主要要素之一，优化建筑结构设计方案，必须对建筑及原材料的作用等加以优化，保证建筑总体结构、细部结构等都可以满足购房者需求，进而提高消费者的体验感。

4 影响建筑结构安全性能的施工质量因素

建筑结构的安全问题是建筑材料、结构构件等诸多方面的问题。为了使建筑运行能满足外部环境的要求，必须有足够的耐久性。在施工过程中，混凝土安全性能和耐用性都很高，安全和耐用是保证建筑工程安全的主要因素。因此，合理设计施工项目的结构，严格遵守国家有关法律、法规，加强对建筑物的安全性、延展性等方面的考虑。在开展工程建设之前，需测量其全面耐用性，以保证后续工程建设能够正常进行。在进行工程结构设计和策划时，既要符合实际的施工条件，又要利用科技手段，优化革新施工工艺，强化施工组织管理，防止因检查错误而导致的无谓损害。

5 我国结构设计安全度的现状

目前，国内建筑物的安全性已经远远不能满足要求。20世纪50年代以后，国内建筑物设计经过了允许应力设计、破损阶段设计、极限状态设计以及极限状态设计等方面的重要变革。在结构规范中，安全等级的确定包括：允许应力、破坏阶段法、分项、可靠性、稳定性、构造规范、荷载标准值、构件承载力、构件承载力、构件的受力和受力的精确性。无论是从方法还是内容上来看，都得到了较大的发展和改进，但是对结构安全性的需求并未发生明显变化。与世界上普遍采用的设计规范相比，其安全性一直较差。

从本质上讲，建筑工程的安全性是由一个民族的经济、资源、社会的财力、建筑技术和建筑的物质品质等因素决定的。因此，必须保证结构的安全性能，以减少结构的破坏危险。

同时也要考虑到投资者和所有者的权益，以寻找最好的方案。目前国内的建筑结构安全状况为：参考的设计标准较低，选用的材料强度较高，使用的承载量较国际水平较差，在某些特定的条件下，甚至存在不安全问题。对建筑的设计规范也远远低于外国的标准。这意味着，在建筑安全的设计过程中，还存在不足。以房屋结构的抗震设计规范为例，目前国内部分大中城市处在地震带上，为减少地震带来的经济损失，持续改善房屋的防震性能是发展经济的需要。

国内房屋结构设计中，地震设计与计算、结构规范、地震设防开裂性等方面与西方国家相比还有一些差距。很多工程师在进行房屋结构设计时，过于侧重成本，忽视构造潜能与房屋抗震性能，对建筑物质量有直接的影响。要深入挖掘房屋结构各方面潜能，以保障房屋安全性。

随着人们生活水平的提高，对房屋的要求不仅是舒适性，同时还要考虑到安全性。其中，抗震性是主要因素，规范化的设计才能保证房屋有较强的安全系数，减少地震带来的经济损失。例如住宅小区，若把住宅的设防开裂程度提高1度，其抗震性能翻一番，成本与原本价格相比有所增长，高出原本价格的60%，相当于每平方米价格增加50元。

如果出现较小的抗震裂缝，震后房屋出现开裂问题，后期需要加固维护，所涉及的经济费用对普通用户来讲是较大一笔费用。如今购买新房子的住户，通常装修费用控制在每平方米300～500元，房屋抗震性能提升一个档次需要花费万元才能达到标准。

在大地震区域中，人们为了提高居住安全性，会注重房屋抗震性能。原本的“小震不坏”已经被“中震不坏”替代，以保障居民生命安全与财产安全。

6 建筑工程结构安全性存在的问题

6.1 缺乏结构安全意识

由于施工安全问题不断涌现，工程师和施工管理者给予其越来越多的关注。但在实际，很多施工人员对安全性问题还没有完全了解。如果说有关部门没有开展安全知识培训，或者在施工中没有落实安全制度，会给工程实施带来较大的风险，严重影响项目完工以后的使用安全性。

6.2 安全制度陈旧

随着我国科学技术的迅速发展，国内建设项目的安全标准得到了提高，但相对于国外，建设项目的安全标准还相对滞后。主要体现在以下几个方面：

第一，国内对建筑构件承载力的评价，主要是采用安全度和分项指数。

第二，结构的稳定性。虽然有很多标准，比如防爆、抗震、建筑的耐用性等，对建筑物强度进行全面分析的同时，而忽略了对环境的影响。

6.3 缺乏规范的建筑设计

建筑设计标准的健全与否直接关系到整个建筑物的安全，而合理、科学化的建筑设计能够更好地保证其安全。但就目前的形势来看，国内建筑设计标准还存在许多问题，比如在一些非人力所能干涉的领域，建筑的设计标准并不高，甚至出现了一些空白，因而导致了建筑的安全性问题。现行的建筑设计标准并没有充分顾及建筑物的使用年限，仅仅强调了在施工中的承载性，同时也存在着一些安全问题。

6.4 施工单位和设计单位合作问题

施工方和设计方的密切联系，对整个工程的安全会起到很大的作用。但从现在的状况来看，这两个部门的衔接工作开展的并不好，缺少有效的沟通和协调。在进行项目施工的过程中，可能会出现一些不明确的地方，比如建筑的细部构造，标高，施工顺序等。

由于施工方对设计的具体细节不够熟悉，遇到与其设计相关的技术问题时，如果不能很好地沟通就会出现返工，严重时会对结构产生安全隐患。为了更好地处理工程中遇到的问题，应加大工程建设方和工程设计方沟通的力度，减少建筑工程的安全风险。

7 建筑工程结构安全性提升的措施

7.1 建立健全安全管理体系

为提高建筑物的安全性，必须对整个建筑物展开全方位的安全管理，以增强其安全性。因此，安全系统是不可或缺的一环，它可以保证整个系统的安全。这就要求在工程的前期，按照相关规范和规程开展相关设计，以保证建筑物的安全性。

在建设过程中应注重结构的安全，以便让每一个施工者都清楚地了解建筑物的安全规范，在施工过程中更全面地了解结构的安全。在工程完工后，应重视对其有效的维护，确保其有效寿命范围内的安全。在工程项目的关键部位，要进行全面的检查，避免出现各种安全问题，以此提高建筑总体的安全性。

7.2 加强结构安全意识

提高施工相关人员的结构安全认识，才能更好地保证施工企业的安全工作得以科学化。而在施工过程中，它是一个非常复杂的系统工程，为了提高它的安全性，必须以人为中心。在保证安全的基础上，将安全的概念融入绿色建筑的概念之中，并融入每个人的心里。在建设工程的过程中，也要把安全观念贯彻到工程的建设之中，做到利益与安全并进。因此，必须加强对安全的认识，并将其运用到工作中，只有不断提高安全观念，才能确保施工项目的安全性。

7.3 加强应用安全技术规范

现阶段，我国工程建筑安全性技术规范上仍有诸多不足，安全施工方案性能指标设计需考虑本区域中自然环境及建筑施工环境。在短时间内安全性技术规范难以调整，所以需要提高工程建筑构造安全性能。要不断强化工作人员安全技术规范运用，并且提高其主动性。

每一项工程建筑项目不能采用强制性规则，需按照工程建筑特征展开，按照具体施工情况以及标准设计解决施工中出现的问题。需要注意，房屋建筑中板块构造是活动位置，需提高抗震标准，以降低地震带来的经济损失，同时合理地避免各种外力作用影响下对建筑产生的损害。加强建筑设计和抗震等级，可以确保建筑构造的安全性。

7.4 健全安全监测技术

施工安全监控是施工过程中的一个重要环节，它直接关系到施工单位的安全。目前，国内在结构强度和裂纹探测上还算不错，但在安全性能监控上还存在很大缺陷，关于结构安全的监控标准还很缺乏。对现有的资料不能很好地加以控制，因此，相关部门必须进一步创新、研究、统计，根据不同地区情况，开展相应的研究，同时，也要帮助测试者进行更深层次的创新和应用。强化安全检查技术，以保证对建筑物安全性的监控。

8 结束语

随着社会和经济的不断发展，建设项目的数目越来越大，而耐用性和安全性也越来越受到人们的重视。

施工安全直接关系到施工项目的品质和作用，对促进建筑业的迅速、持续发展具有重大意义。因此，在施工过程中，要注意结构的安全性，加强施工和设计的衔接沟通，有利于提高建筑物的安全性。