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建筑结构设计中如何提高建筑的安全性

2021-01-04张少驰

中国房地产业·下旬 2021年12期
关键词:耐久性抗震结构设计

张少驰

【摘要】现阶段,我国社会正在不断发展,建筑行业的规模也在不断扩展。在建筑结构设计中,安全性是最重要的考虑因素,必须在确保建筑安全的基础上完善结构设计,提高结构的稳定性和科学性。基于此,本文对建筑结构设计的重要性进行简要阐述,从设计理念、勘察结果、建筑结构抗震能力和耐久性几方面分析存在的安全问题,并提出相应的设计策略,以期为该领域的后续研究提供参考。

【关键词】建筑结构;设计;安全性    【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.36.123

前言:

随着我国社会的不断发展,建筑行业的规模也在不断扩大。但在此过程中,也存在一定的问题,对建筑安全造成非常严重的影响,其中建筑结构设计的不合理是较为重要的影响因素。部分建筑结构设计方案与建筑实际情况不符,也没有遵守工程的安全性规定,导致建筑在实际运用时出现安全问题,难以保障人们的生命安全,也造成一定的财产损失。因此,就需要在建筑结构设计中采取合理措施提高设计的安全性。

1、提升建筑结构设计质量的重要性

首先,提升建筑结构设计质量能够满足高层建筑的结构需要。现阶段,城市化的脚步越来越快,为满足日益增长的人口需要,高层建筑成为主要的建筑类型。在对高层建筑进行结构设计时,想要提升设计质量就必须严格遵守相关要求,根据具体的结构需要进行设计。在设计之前,还需要综合考虑到各项设计因素,以高层建筑结构需要为设计准则,确保设计能够满足高层建筑的结构需要。其次,提升建筑结构设计质量能够满足高层建筑的安全需要。不仅仅是高层建筑,所有建筑物的设计都需要保证安全。在建筑层数不断增高的背景之下,提升建筑结构设计质量能够充分落实安全性指标,满足建筑的安全需要。最后,提升建筑结构设计质量能够满足高层建筑使用性能的发挥。建筑的运行目的是为了满足人们的需要,必须要具备一定的实用性和功能性。提升结构设计质量能够对建筑内部进行合理化设计,使建筑内部空间效果最大化,充分发挥建筑的使用性能,提高人们的体验感。

2、建筑结构设计中存在的安全性问题

2.1 设计理念不正确

在建筑结构设计中,安全性一直都是重点考虑的因素,我国发改委也曾明确指出安全的重要性。在经济的快速发展之下,建筑的规模也在不断扩大,设计人员的理念也开始发生转变。为了更快地完成设计,获取更多的经济效益,大部分设计人员都减少对安全的关注,转向提升设计速度和数量。在这样的情况下,设计人员受自身理念转变的影响,就不再重视设计质量,忽视安全的重要性,或只在表面上进行敷衍了事,导致建筑结构设计不合理,在后续施工甚至是投入运行时产生问题,引起安全事故,造成人员伤亡和财产损失。因此,设计人员必须始终坚持安全设计的原则,转变自身的设计理念,满足建筑的安全性需求。

2.2 勘察结果不准确

在对建筑结构进行设计之前,设计人员需要对建筑区域内进行实地勘察,查看区域内的水文地质条件等相关信息,在此基础上完成结构设计。但是在实际工作的过程中,勘察结果往往会受到多种因素的影响而降低准确性。设计人员在勘查过程中,没有对当地情况进行事先了解,所掌握的资料较为陈旧,无法准确反映目标区域的实际情况。此外,设计人员在进行地质勘察时,缺乏对先进仪器设备的有效运用,导致所获取的数值结果不具备真实性和准确性,难以为后续工作提供充足的参考。在这样的情况下,结构设计工作的质量会受到阻碍,安全性也会大大降低。

2.3 结构设计缺乏抗震能力

我国疆域辽阔,有多个地震带贯穿于其中,涵盖多个省份。因此在我国的建筑结构设计工作中,建筑结构的抗震性是重要的考虑因素,也是确保建筑安全的重要保障。近几年,随着地壳活动的加剧,地震灾害出现的频率逐渐提高,给人们的生活带来极大的安全隐患。在这样的情况下,建筑结构的抗震能力备受重视。然而在实际的设计过程中,设计人员虽然了解地震的危害程度,却并没有将抗震理念充分引入设计工作中,部分设计人员抱有侥幸心理,只是注重设计的数量和速度,这不仅违反建筑结构设计的相关要求和标准,还对建筑安全造成极大的威胁。即使只是小规模的地震灾害,也会造成建筑物倒塌等情况。

2.4 结构设计缺乏耐久性

通常情况下,建筑的使用年限较长,在50年到70年之间,根据建筑的材料、用途等有具体的年限要求。大多数建筑都处于露天环境之中,会受到气候、温度等因素的影响产生一定变化或受到腐蚀。建筑结构的耐久性越强,安全性就越強,如果在设计过程中,没有对建筑耐久性进行考量的话,就会使得建筑使用年限大大缩短,降低建筑结构的耐久性,久而久之对安全造成影响。例如,如果建筑结构采用钢筋材料完成建设,就需要对钢筋材料进行养护规划设计。在缺乏养护设计的情况下,建筑在使用过程中,钢筋表面结构会被碳化现象所影响,使得钢筋的强度降低,出现腐蚀情况。长此以往,混凝土钢筋结构就会开裂,甚至保护层脱落,对建筑安全造成影响。

3、建筑结构设计中提高建筑安全性的策略

3.1 提升设计人员的专业技能

建筑结构设计工作本身较为特殊,具有相应的复杂性,同时还要求根据社会发展需要进行适时创新,以满足时代的要求。在这样的情况下,就需要提升设计人员的专业技能水平,为建筑结构设计提供人才保障。第一,相关单位需要为设计人员提供学习的机会,定期组织设计人员参加学习培训交流会,邀请行业中较有经验的专家前来,指导设计人员完成工作,在不断地学习之中提升设计人员的专业技能。第二,相关单位要做好安全设计的宣传工作,使设计人员能够树立起安全设计的理念,避免急功近利等情况,确保每一项设计都能够满足建筑的安全性要求。第三,设计人员自身要秉持不断进取的精神,不断学习,吸取他人的设计经验,对自身设计工作中出现的问题进行解决,提升设计质量,并充分重视安全因素。

3.2 优化框架结构设计

设计人员在设计建筑结构时,需要根据建筑物的用途进行考量,使设计能够满足建筑的实际功能需要。例如,如果是教学楼的建筑结构设计,设计人员一方面需要保证建筑的坚固性和抗震性,另一方面還需要考虑到教学楼的框架结构,细化教室、办公区、医务室、卫生间等各个功能区域的布局设计,在确保建筑结构本身安全性的基础上,满足建筑的功能需要。除此之外,还需要考虑到各个功能区域的参数设计,如在设计教室时,需要确保教室的面积能够满足学生和教师的正常教学要求,给予充分的空间。

3.3 强化抗震设计

我国领土区域内有大量地震带,抗震性设计必须纳入建筑结构设计的范围之内。首先,设计人员要重视抗震设计的重要性,将抗震理念融入到结构设计工作中,采用如围护墙、天窗架等结构,计算好建筑结构应用的抗震系数,确保建筑结构的抗震能力能够得到有效提升。其次,相关单位需要针对抗震设计带领设计人员开展培训工作,使设计人员能够加深对抗震知识的了解,并明确行业内对抗震设计的相关要求。再次,建筑设计单位需要不断引进新技术,对建筑结构的抗震性进行设计。如采用GIS等技术对建筑区域的地质情况进行分析,确保该区域内建筑的抗震系数能够满足抗震需要。最后,在设计完成之后,设计人员还需要建立虚拟3D模型,仿真模拟不同地震级数情况下的建筑结构情况,确保抗震设计能够发挥作用。

3.4 提升建筑结构的耐久性

在建筑结构设计过程中,对于耐久性的设计也同样重要,耐久性越高,安全性也就越高。设计人员要重视建筑耐久性的重要程度,合理确定设计步骤,提高建筑结构的安全性。就目前情况而言,我国大多数都会采用钢筋混凝土结构作为主要的建筑结构,因此,若对该种结构的耐久性进行提升,就需要从以下几方面入手:第一,设计人员在对建筑结构耐久性进行提升时,需要严格遵守相关的规定要求,并重视对于建筑后期的养护性要求,合理提升建筑结构的耐久性。在确定建筑结构保护层厚度时,需要考虑到该建筑的实际用途和情况,减缓碳化的速度。与此同时,还需要考虑到其与周围环境的协调性,减少外部因素对建筑耐久性造成的不良影响。第二,针对混凝土结构进行设计时,需要对混凝土进行科学配比,采用合理的测算方式进行测算,如果出现问题要及时进行调整,确保水泥、砂石等原料的比例合适。第三,设计人员还需要考虑到混凝土结构所采用的原料,要对原料的相关信息进行把握,并检测好原料的质量,确保原料符合工程标准。在此基础上,对每个区域和结构中所需的混凝土数量进行明确。第四,设计人员还需要确保周边环境中没有腐蚀性气体,避免对混凝土结构的性能造成影响,确保建筑结构的安全性。

3.5 合理设计地基

在建筑结构之中,地基是非常关键的部分,也是建筑施工的重要保障。如果没有对地基进行合理设计,就会引起如沉降等问题,难以保证建筑结构的安全。因此,在建筑结构的设计过程中,必须提高地基设计的合理性。首先,设计人员需要掌握区域内的地质情况,利用探测仪来检测地底土壤和水流分布情况,充分掌握施工现场的每一项信息并做好记录,确保施工现场的地质条件能够满足地基建设的要求。其次,为有效提高建筑地基的稳定性和坚固性,可以采用天然地基、防水板以及锚杆组合的方式进行设计,提高地基的承载能力。最后,如果建筑本身包含地下室区域,需要针对地下室区域地基进行重点加强,避免因地基问题造成地下室下陷,进而造成建筑整体的平稳性被破坏。

结论:

通过文章的分析和研究可以得知,在建筑结构设计中,安全性是最重要的考虑因素,必须在确保建筑安全的基础上完善结构设计,提高结构的稳定性和科学性。基于此,本文提出几点建议:提升设计人员的专业技能、优化框架结构设计、强化抗震设计、提升建筑结构的耐久性和合理设计地基,对于提升建筑结构设计的科学性具有重要作用。

参考文献:

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