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摘要:近年来,国内关于建筑安全事故的新闻报道增多。建筑安全事故不仅会造成严重的经济损失,还会对公众生命财产安全构成威胁。随着高层建筑及超高层建筑建设数量的增加,对建筑结构安全性设计的标准要求也随之提高。为此,建筑企业要全面分析建筑结构设计环节存在的问题,提出一系列切实可行的改进策略。
关键词:建筑结构设计; 安全性; 改进策略
1 建筑结构设计的安全性能要求
图1 建筑结构设计的主要组成内容
首先,在投入使用过程中,建筑物必须满足用户的基本需求。其次,建筑框架结构不仅要具备应有的承载负荷能力,还需承受一定强度的外部偶然性冲击力。最后,在面对山体滑坡、泥石流、地震等重大自然灾害时,建筑结构不会发生整体性垮塌,保障公众生命财产安全。
2 建筑结构安全性设计的基本原则
2.1 结构完整性原则
建筑结构必须具备完整性特征,尤其是大型建筑物。保证建筑结构完整性,即可使建筑结构构件受力特点符合设计要求,建筑物在受到外部作用力冲击时,结构构件能够均匀受力,以减轻外部作用力的不利影响。
2.2 刚度适宜性原则
在建筑结构设计中,应遵循刚柔并济的基本原则。建筑结构刚性过大,其抗形变延展能力偏弱,建筑物极易发生整体性垮塌;建筑结构刚性过小,在强大外部作用力的冲击下,较易发生整体性垮塌,进而对公众生命财产安全构成潜在威胁。另外,计人员还要优选建筑材料。利用建筑材料自身具备的弹性性能,抵抗外部作用力,维护整体建筑结构的安全稳固性。需要格外强调的是,设计人员还要改善弹性设计方式,确保建筑结构的安全性。
2.3 整体结构协调性原则
要想加强建筑结构安全设计效果,必须促进各部门的协调配合。在建筑结构设计中,合理分配公共空间,预留消防安全通道。促进建筑结构与建筑功能的有机结合,以期增强外围结构的安全稳固性。
3 建筑结构设计中存在的问题
3.1 抗震结构设计缺乏合理性
由于我国多数地区处于地震断裂带区域,地震灾害频发。而地震灾害也是导致建筑物倒塌的主要原因。由此可知,提高建筑物的抗震能力显得尤为重要。然而事实上,在建筑结构抗震设计中,部分设计人员未能充分考虑建筑物投入使用后的水平荷载、竖直荷载以及风荷载之间的关系,整体设计成果不够理想。
3.2 普遍存在“三超”现象
在高层建筑及超高层建筑施工方案编制过程中,不可避免的因设计人员疏漏使施工方案缺乏合理性。而这也使得后续的补充性设计环节显得尤为重要。而设计方案缺乏科学合理性,也会使实际建设成本远远超过预算成本,工程造价失控。尤为关键的是,这样也会误导施工作业,对公众生命财产安全构成威胁。
3.3 设计方案华而不实
当前,高层建筑及超高层建筑结构设计普遍存在盲目注重外观美观性,对实用性缺乏重视的情况。在建筑结构设计过程中,部分设计人员对经济性原则缺乏应有的重视。从建筑结构设计角度来说,这种过分追求外观美观性的设计行为是不负责任的,也是极其缺乏职业操守的。从现实角度来说,这种华而不实的设计方式,不仅使高层建筑及超高层建筑设计方案缺乏经济适用性,也会对建筑物的使用功能造成不利影响。
4 提高建筑结构安全设计水平的具体措施
在建筑结构设计过程中,影响结构安全性的因素是多种多样的。为此,下文将全面分析各类影响因素,采取一系列切实可行的控制措施,以加强建筑结构设计的科学合理性,保障公众生命财产安全。
4.1 严格遵循行业标准规范
如今,工业建筑、民用建筑结构设计受到社会各界的高度重视。国家住建部制定并出台了一系列关于建筑结构设计的标准规范。我们都知道,标准规范具有普遍性、适用性与强制性特征,即建筑结构设计人员必须遵循标准规范开展设计工作。为改善工业建筑与民用建筑的安全性,设计人员必须具备良好的责任意识,优化设计水平,强化职业道德素养。同时,基层群众也要充分发挥监督作用,一旦发现问题,立即上报至相关部门,约束与规范设计行为。
4.2 加强现场环境勘察工作
在工业建筑与民用建筑结构设计过程中,无论是实用性设计,还是安全性设计,都要以全面且细致的现场勘查作为参照依据。由此,提升建筑结构设计水平。在工业建筑与民用建筑结构设计过程中,设计人员要考虑气候环境、地质环境与自然环境等关键因素,并全面了解测量点布置、钻孔深度探测以及测量设备精度调节等关键环节,注重各个步骤的精确性。只有保证各项细节处理的精确无误,才能加强工业建筑与民用建筑结构设计的合理性和安全性。
4.3 注重建筑结构设计合理性
4.3.1 加强配筋设计合理性
钢筋是建筑工程结构的重要组成部分,同时,钢筋质量直接决定了整体建筑结构安全稳固性。在剪力墙设计过程中,设计人员要严格遵照标准规范对配筋进行设计。为确保配筋设计的合理性与安全性,应当遵循“横向钢筋在外,纵向钢筋在内”的基本原则。由于地下结构既要承载上部结构的重力,又要承载土体的压力。为此,优化墙体抗侧压性能显得尤为重要。墙体抗侧压性能设计原则与配筋设计原则刚好相反,即遵循“横向钢筋在内,纵向钢筋在外”的基本原则,由此,增强墙体的抗侧压能力。
4.3.2 保证基础设计合理性
地基基础的主要作用是承载建筑结构的重量,维持建筑结构的安全稳固性。对于高层建筑及超高层建筑而言,地基基础设计的合理性显得尤为重要。在正式设计前,设计人员要全面分析建筑物所在区域的地理环境、气候环境与自然环境,全面考虑地下水位变化对地基基础的影响,维护地基基础设计的合理性与安全性。
4.3.3 加强楼板设计合理性
楼板设计不仅与整体建筑结构安全性存在紧密关联,与建筑结构使用性能也存在紧密关联。在楼板设计过程中,设计人员需充分考虑主次梁的受力情况,并且对受力较大的楼板进行单独处理。在维持楼板设计合理性与安全性的基础上,减少钢筋用量,压缩工程造价。
图2 楼板设计
4.3.4 优化结构设计
主体结构设计合理性直接关系到整体建筑结构设计效果。为此,在主体结构设计中,设计人员要遵循相应原则,选用轻质低耗的结构体系,如轻钢网架结构、板式轻型建筑等,减轻建筑结构自体重量。且使建筑结构具有一定的可变性,满足不同的功能需求,降低修整或重建概率,节约资源与成本。建筑结构可变性为后续的结构升级改造提供了有利条件。据相关调查研究报告显示,所有的建筑结构体系都具有一个临界点。设计人员必须遵循标准规范,参照临界点展开设计,加强设计的科学合理性。
4.4 提高建筑结构抗震能力
4.4.1 增强设计人员的结构抗震意识
建筑结构设计是一项综合性、专业性与复杂性较强的工作。对于工业建筑与民用建筑的结构设计来说,安全性是不容忽视的参考指标。为此,设计人员要深化对建筑结构设计安全性的认知。
建筑企业应加大对建筑结构设计人员的培训力度。首先,在上岗前,开展安全培训,增强设计人员的责任意识与安全防范意识。其次,引导设计人员明确自身的职责权限,促使其树立正确的思想观念,端正动作态度,全身心的投入到工作中。最后,工业建筑与民用建筑的结构设计对设计人员的专业水平提出了更高的标准要求。为此,建筑企业需定期开展专业知识讲座,培养设计人员的创新意识,提高设计人员的专业能力。
4.4.2 完善墙体刚性条件,增大结构承载力
建筑结构设计人员要全面考量影响工业建筑与民用建筑的结构设计安全性的因素,结合各地区的实际情况,明确设定抗震指标。例如,地震发生频率较高且地震强度等级较高的地区,适当提高抗震指标。在建筑结构抗震设计过程中,设计人员要深入现场进行地质勘察,注重整体结构设计的科学合理性。从结构设计方法层面来说,设计人员可以选择剪力墙结构设计法。剪力墙结构设计法是一类实用性较强的方法,可以有效改善墙体刚度条件,增强建筑结构抗荷载能力与抗形变能力。
5 结束语
综上所述,在建筑结构设计中,影响结构安全性能的因素是多种多样的。为此,设计人员要采取一系列切实可行的处理措施,增强建筑结构安全稳固性,提升整体设计水平,以此为用户提供安全的生活空间。而这对于推动建筑行业的良好发展,维护社会关系的稳定也具有积极意义。
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