建筑结构工程中的耐久性与安全性设计

蔺艳娥

（甘肃中元恒基建设工程有限公司，甘肃 兰州 730030）

随着我国建筑业迅速发展，建筑结构作为建筑工程的主体，必须不断创新，强化企业的施工管理，以提高工程建设的整体质量。在施工时要全面考虑，提高施工的安全性和耐久性，针对建筑工程耐久性和安全性的设计策略进行深入研究，将有助于耐久性和安全性设计的进一步发展。其研究结果表明，该方法不仅可以提高建筑工程的耐久性和安全性，还可以提高整个建筑的设计质量。

1 建筑工程的安全

1.1 结构设计规范中的安全性

不管是哪种施工其安全都是不容忽视的，建筑物的安全是衡量建筑物工程质量的重要标准，因此，施工安全问题就显得尤为重要。在施工质量符合安全要求的情况下，施工项目在规定的时限内能够安全地进行施工，是建设项目的质量要求。针对结构进行的设计，其安全性主要体现在结构的承载力安全性、整体稳定性和结构的耐久性。目前，国内有关结构设计规范的研究较少。

1.2 构件的承载力

建筑结构的承载力、荷载分项系数和材料强度分项系数的大小是影响结构安全的重要因素，当力作用在结构或构件的外部时，根据某种传输或转换的逻辑，会在材料和结构中产生应力或应变。微观材料的物理性质决定了它能够承受的力有一个极限，一旦超过了这个极限，就会产生失效。由于受力的影响，内部的结构也会产生相应的应变，这种应变是结构在各个坐标上产生的，而在这种情况下，结构的变形也有一个叫做刚度的极限，一旦超过了这个极限，就会偏离预定的目标。

1.3 建筑物的坚固度

在施工中要考虑到构件的承载力和稳定性，即便是某个地方发生了变化，也不会影响到整体的稳定性。通过分析认为，结构的良好延性是评价结构稳定度的基础，对防止地震、爆炸等灾害造成的后果，以及对减少灾害损失具有重要意义。

1.4 建筑物的安全

建筑结构安全是衡量工程质量的重要标准，在工程建设中应尤其注意各类建筑物的荷载。在一般情况下，承重结构在建筑工程中占有很大的比例，但在工程建设中所占的比例却很低。钢筋混凝土在发生腐蚀后，不仅会对结构的稳定产生很大的影响，而且其承载力也会逐渐下降，一旦发生此类事件，一定要引起足够的重视，并采取相应的对策。

2 建筑结构工程中常见的安全问题

2.1 火灾安全问题

目前，建筑工程设计工作越来越复杂、困难，为了达到整体功能，设计人员需要对各种不同的建筑结构进行有效规划。一方面，在挑选材料时，要选用耐火性高的材质，不能采用易燃、易爆的材料。同时，由于建筑本身的特殊性，内部空气不流通，易导致火灾的发生。另一方面，随着楼层的增加，安全疏散工作的便利程度会随之下降，安全疏散所需要的时间会随之增加，这就使得消防安全的设计变得更加困难。在现代建筑工程中，消防门、消防栓、防火墙等都是不可或缺的结构，在进行结构设计时要充分考虑到烟雾的来源和排气管的位置，以此避免烟雾扩散。

2.2 地震设计问题

地震设计问题是现代建筑工程中一个相对薄弱的环节，而现行的建筑物结构又是复杂的，因此，在进行抗震设计时必须充分考虑各种不确定因素。建筑结构设计人员必须重视地震引起的破坏，并掌握其设计原理，提高抗震设计的科学性。同时，还需要对建筑物的抗震参数进行准确计算，以保证其抗震性能符合实际需要。在高层建筑设计中如果忽视了抗震设计的重要性，将会使建筑结构的抗震性能丧失，从而降低整体的使用寿命，危及使用者的生命安全。

2.3 抗风设计问题

在建筑结构设计中必须考虑到天然风的作用，工程师应对其进行加固设计，需要对结构的抗压强度和风荷载进行综合计算。目前，建筑业正朝着高层发展，高层建筑虽然能够在一定程度上起到遮风避雨的作用，但是，如果建筑内部的空气流动出现了明显的变化，那么建筑物与建筑物之间的风洞效应就会变得更加明显，甚至有可能造成结构损坏。另外，由于剧烈的地震，大楼的玻璃幕墙会出现断裂现象，导致悬挂物脱落，墙壁结构受损。在抗震设计中如果没有足够的抗风能力，将会对结构的安全和工作性能产生负面影响。

3 建筑结构工程的耐久性设计策略

3.1 耐久性的设计要求

首先，在结构寿命期限内，应尽量避免结构大修和修补，确保其正常的寿命。其次，一般采用C40级以上、设计年限要求50年的混凝土，地基的纵向应力应大于40mm，无衬垫时应超过70mm。

3.2 建筑结构工程的耐久性

选用材料时要根据工程的具体要求选用合适的建材，避免在实际建筑设计中发生不符合的问题。例如，在选用混凝土时，若施工环境温度较低，应选用具有较高稳定性的混凝土，并对其进行适当的防护，防止其在低温环境下发生结构变形，以延长工程寿命。

3.3 建筑工程的耐久性设计

检测是对建筑工程耐久性进行监控，可以及时发现问题、及时处理。一般在施工结束后，正式投入运行前，要定期进行耐久性监测，以确保工程的可靠性。检测内容主要包括外墙砖墙、玻璃幕墙等，并将施工中出现的结构问题及时上报相关部门，根据实际情况提出相应的整改措施，从而提高施工质量。

4 建筑结构工程的安全设计策略

4.1 建筑结构安全规范设计

建筑结构重要组成部分的作用是指：建筑物在遭受严重破坏时的承载能力和稳定性，当受到严重破坏时可能会发生局部损伤，但不会发生倒塌。在进行建筑规范设计时，必须对建筑结构进行安全设置，其中涉及建筑结构整体的稳定性、承载力设计的安全性、结构的耐久性等。

4.2 建筑结构承载力安全设计

承载力主要包括结构荷载安全设计、结构荷载分项系数设计、结构材料分项设计等。只有对上述内容进行安全设置，才能确保工程结构在使用中所能承受的最大安全值。在建筑结构承载能力设计中要考虑到构件的整体效应，由于建筑结构的承载力、建筑材料的不同，其最终的安全性也会有很大的差异，在进行建筑结构设计时必须全面考虑上述因素。

4.3 建筑物的坚固度设计

建筑物的坚固程度直接影响到建筑物的安全。在这个过程中必须确保建筑物的完整性，而不是单一地加固，这样的设计很可能会导致建筑物的内部结构倒塌，从而影响到整个建筑的稳定性。建筑物还必须具有良好的延展性，以确保建筑物在遭受爆炸和地震时的稳定，并减少人为因素对建筑设计的影响。在进行工程安全设计时，应按施工现场的要求，制定全面的设计方案，以提高施工项目的设计质量。

5 提高建筑结构工程耐久性和安全性的建议

5.1 提高建筑施工人员的专业素质

施工人员的专业素质是建筑结构工程安全的一个重要方面。由于建筑设计本身比较复杂，系统性比较强，所涉及的理论知识也比较复杂，要求建筑施工人员具有较强的专业知识、较强的灵活性和较强的应变能力。而且，在进行设计时，还要有探索精神，不断地研究和分析施工项目，不断地调整和优化设计方案，以保证工程的安全和稳定。随着时代和设计产业的发展，设计人员的设计观念和思想也要发生变化，要摒弃以往低效率的设计思想和方法，采用更为先进的设计思想和方法，以提高工程施工的安全性。

5.2 完善建筑工程的理论

随着建筑业的发展，结构设计必须从整体上进行完善和优化。设计人员必须对概念性的理论知识有较深的理解，以保证其在一定的理论指导下形成完整的设计思想。还应注意工程项目的文件内容和要求，设计人员要明白文件的要求和表达方式，做到言简意赅，让施工人员和技术人员都能完全理解。特别是在一些比较复杂的建筑工程中，设计人员必须重视设计文档的编写，以保证对施工人员起到施工指导的作用，使施工安全达到设计的预期。

5.3 对建筑物的承载力进行深度设计

建筑结构是由各种不同的建筑工程部件构成的，需要对其进行安全设计，而影响结构安全的关键是承载能力的设计，所以，安全设计的关键是结构的承载能力。在进行设计时要充分考虑建筑物的安全性和实用性，使其在正常的使用状态下，不会对各种功能造成影响，从而保证工程费用在合理的范围内，并在此基础上，对结构的承载力进行分析和计算，考虑外界环境对附加荷载的影响，还应明确多个构件本身的抗力，以提高其整体性能和安全水平。

5.4 强化新技术的运用

随着社会和科学技术的不断发展，技术和软件被运用到建筑工程中，提高了工程施工质量和施工效率。传统的建筑设计软件不能很好地满足设计人员的实际需要，所以，在施工时要加大对新技术的运用。如BIM技术，可以解决计算机程序与建筑结构计算软件之间的不匹配问题，并且可以利用3D数字模型更好地显示出建筑的力学参数和动力特性，从而为施工安全提供可靠的依据。在不久的将来，将会有越来越多的新技术被运用到建筑工程中，这就需要设计人员不断地掌握新技术，提高其使用效率，从而保证建筑的安全。

5.5 设计过程中考虑外部环境

很多建筑的施工环境非常恶劣，一直使用的混凝土已经失去了原有的坚固性，如果进行不正确的操作，其使用寿命会很短。所以，施工前一定要调查当地环境、了解当地气候等，并在考虑多种因素后选择适合当地条件的建筑材料。此外，应合理处理当地的自然条件，避免酸雨和废气排放，为建筑施工提供良好的条件。

5.6 完善规章制度

建筑工程的安全性和耐久性越来越重要，因此，政府应该颁布健全的建筑工程法规。根据不同地区、不同的建设条件，出台不同的针对性方案，制定相关政策，支持技术创新。建立合理的管理方案，管理施工人员，保证施工人员在施工过程中的作息。建立健全施工组织，确保施工质量。

5.7 强化维护意识

建筑工程的维护很重要，如果只注重设计和施工，缺少维护，建设项目的稳定性就无法得到保证。施工企业应加大维护投入，提高技术人员的专业能力和水平。

5.8 加强建筑结构工程的检测和保护

在建筑工程施工中，应当定期对建筑工程进行检查和维护，以保证建筑材料的稳定性和工程质量。要建立严格的检查管理制度，用制度来监督人员，让施工人员对建设项目的检查更加负责，提高检查项目的工作效率，发现问题及时处理。在工程建设中，检测手段和维护操作非常重要，制定合理的法律法规，以督促建设部门对建设项目进行维护和测试。同时，完善维护和检测技术，更新检测设备，从而提高检测质量。采用多种测试方法对项目进行测试，以获得全面有效的数据，并制定相应的维护措施。

6 结语

提高建筑工程设计的安全性和耐久性已成为相关领域的一个重要课题。建筑结构工程的安全问题主要有消防安全、抗震设计、抗风设计等方面的问题，我们可以通过提高专业知识、完善结构工程理论、深入分析结构的承载力、加强新技术的运用来提高建筑结构工程的耐久性和安全性，使建筑结构工程能充分适应建筑工程的基本要求，推动建筑工程的发展。