提升建筑结构设计安全性有效措施

2020-11-26闫帅

建材发展导向 2020年18期

闫帅

（山西中方森特建筑工程设计研究院，山西太原 030006）

当前，建筑结构设计极易受到多方面因素的制约，为此，相关人员必须深度分析各类影响因素，制定完善的工程设计方案，以此提升建筑结构的安全等级。

1 建筑结构设计安全的基本概念

为加强建筑结构设计的安全性，设计人员既可以依托统计学专业理论，从多维度分析建筑结构设计的基本参数，保证建筑结构安全稳定性；又可以结合工程所在区域经济发展概况与工程施工情况，优化建筑结构设计。但需要格外注意的是，如果结构设计过度依赖建筑材料与施工工艺，会导致工程造价失控，增大发生安全事故的概率。在现代社会经济体制中，尽管各地逐步加大了对创新建筑结构设计的重视度，但基于各区域经济发展水平参差不齐，导致工程建设水平差异较大，制约了整体行业的发展。

2 建筑结构设计环节存在的各类突出性问题

2.1 建筑结构设计稳固性不足

建筑结构设计安全系数低，不仅会使整体建筑质量不达标，还会对公众生命财产安全构成潜在威胁。为此，建筑结构设计过程中，首要任务就是保证建筑结构的安全稳定性。基于我国在建筑结构安全设计领域的研究深度不够，使得诸多工程项目存在稳固性不达标的问题。

近年来，关于结构设计安全事故的新闻报道屡见不鲜，如某施工工地脚手架坍塌导致工人身体被钢筋刺穿、某艺人在演出过程中发生舞台支架塌落事故等。由此可见，结构设计不稳固将造成严重的后果。

根据现行建筑结构抗震设计标准规范可知，主体结构应做到：小级别地震不发生结构损坏、中级别地震造成的局部损坏也可通过修复保证完整性、高强度地震冲击结构不发生整体垮塌。但大多数基层工程设计人员对建筑结构抗震设计标准缺乏深刻认知，仅通过常规设计手段，或增设简易抗震防线的方式开展设计工作。而这极易导致建筑结构在地震波冲击下发生垮塌，进而造成无法挽回的经济损失与人员伤亡。例如，现浇楼板的整体抗震性能要优于预制楼板，但现浇楼板的施工工序较为繁琐复杂，且成本较高。为此，针对地震高发地带且经济发展水平有限的地区，适宜采用预制板作为建筑楼板，其既可保证建筑的安全稳定性，又能节约成本损耗。

2.2 缺乏完善的建筑结构设计标准规范

当下，我国已构建了完善的建筑工程结构设计规范体系。其中，部分设计标准是建立在以往积累的实践经验与借鉴的国外先进理念之上的。针对西方资本主义国家来说，其拥有上百年历史的建筑，结构设计的稳固性令人赞叹。而这与工程设计师严格遵守设计标准规范息息相关。相比之下，尽管我国拥有璀璨的传统文化与民族积淀，但保存完好的老式建筑却少之又少。归根究底，是由于我国建筑结构设计标准缺乏严密性与合理性。

通过客观对比现下的国际标准可知，我国推行的部分建设标准仍低于国际标准，由此，也激起了专业领域的争议。健全且准确的行业规范标准可以为建筑结构设计提供必要的参考依据，进而保证整体设计的合理性、规范性与稳固性。此外，结构设计规范中的各类基本条例，除要保证结构刚度条件及稳定性外，还需针对其它各类必要构件可能发生的局部开裂、磨损及形变等提出明确限定，从根源消除安全隐患。

2.3 建筑结构设计人员专业素质较差

从某种角度来说，建筑结构设计师的专业水平直接决定了整个工程结构的质量安全等级。我国建筑结构设计人员基数较大，但综合专业水平参差不齐。一方面，部分建筑结构设计人员对行业标准规范的认知匮乏，在实际设计工作中，对某些特定加强部位缺乏重视，或者盲目凭借以往实践经验开展工作，进一步增加了质量安全隐患。另一方面，部分结构设计人员专业基础薄弱，接受再教育的程度有限，导致实际设计工作错漏百出，甚至出现构造柱与承重柱互相混淆的低级错误。且施工企业在实际工程建设过程中，未能及时发现问题，仍然根据错误的施工图纸开展作业，使得工程建设质量不达标，增大了安全隐患。

此外，设计人员专业水平低、职业素养匮乏还体现在，未能综合考量多元化的环境因素直接进行结构设计。在建筑结构设计过程中，承载负荷作用是影响结构设计的关键因素，但工程建设环境同样不容小觑。例如，土壤酸碱度不同，在选择水泥材料时，需根据实际情况进行适当调整；若施工区域空气湿度较大，在选择建筑结构材料时，除要综合考量砌块、混凝土的抗渗性能外，还要增设防水层。由此可见，工程环境的空气温湿度、土壤酸碱度及腐蚀性化学物质等，都会对建筑结构造成不同程度的影响。为此，必须秉承因地制宜的基本原则，优化建筑结构设计。

3 强化建筑结构设计的具体策略

3.1 优化结构设计手段

建筑结构设计的质量安全等级决定了建筑物的性能发挥。为此，各施工企业需加大建筑结构设计的专项研究深度，积极鼓励设计人员大胆创新，且突破传统理念的束缚与紧固，优化设计手段，采取切实可行的处理措施，以保证工程的安全性与经济性。另外，建筑结构设计人员要立足于现有标准规范，结合实际情况，进一步增强结构的安全稳固性。针对极易出现问题的关键结构部位，要在设计过程中，明确标注具体点位，并采取必要的加固措施。并根据结构力学特征及抗震要，优化内力结构设计，甄选施工材料，确保整体结构的承载负荷强度达到标准要求。

3.2 建立健全建筑结构设计标准规范

对于结构设计安全规范低于国际标准的问题，建筑单位应当在积极借鉴国际标准的基础上，结合我国的发展现状，构建完善的结构设计规范条例，进而为设计人员提供必要的参考依据。作为设计人员，应严格遵守设计规范，加大对结构设计安全问题的重视度，从而提升建筑的美观性，保证整体结构的安全稳定性。除此之外，还需建立严明的监督检查体制，最大限度的保证工程招投标的公开透明化与公平公正性。

3.3 明确高层混凝土建筑结构参数

在地震模拟中，通过对设施进行分析，能够以获取的数据信息作为参照物，设置各层参数。例如，高层混凝土建筑的结构墙体承载负荷力，在充分掌握地形条件与质量检测数据的基础上，绘制完整的设计框架图，由此完成整体高层混凝土建筑结构设计工作。

在建筑混凝土建筑结构设计过程中，设计人员还需创建设计信息库，便于工程师检索案例，总结方法。在研究混凝土结构受力情况时，设计人员要选择对应的模型，并且客观判断建筑结构。使用互联网技术、计算机技术与信息技术进行结构运算和分析，为后续的运算提供可靠的参考依据。此外，高层混凝土建筑结构处理还涉及振动周期、扭转角度等多样化参数，这能够确保整体结构抗震性能符合标准要求。

3.4 有效控制地震扭转作用

按照地震波的方式差异，可将其划分为水平作用、扭转作用及竖向作用三类。这三种作用的综合影响，是导致地震强大破坏力的关键要素。如果混凝土建筑结构未明确设置位移标准，应选取最大位移部分及最小位移部分的刚度，保证整体结构位移幅度的一致性和均衡性。一旦抗震设计存在不合理的内容，必须第一时间采取调整处理措施，将地震扭转作用控制在最低水平，以此增强建筑结构的安全稳固性。