姚洪光
中航天建设工程集团有限公司,北京 100071
摘要:由于建筑结构非常复杂,在设计过程中,会出现各种各样的问题,导致很多建筑施工理念和施工技术不能得到应用。因此,需要注重多部门之间的合作,保证建筑结构设计的质量,使建筑结构设计中结构的耐久性和安全性得到保障。因此,如何做好建筑结构设计,提高建筑的安全性,需要相关人士进行深入研究。
关键词:建筑工程;安全性;耐久性;措施分析
1对建筑结构设计安全性的影响因素分析
1.1主观因素
与建筑施工不同,建筑设计行业是近年来随着经济的发展以及市场环境的改变而兴起的一门专业,发展时间较短,很多设计院都存在人手不足的情况,一些建筑设计专业的毕业生为了追求短期利益,忽略了知识、经验的累积,没有经历过系统完善的培训就直接上岗,成为一线设计师。无论是理论知识还是实践能力都十分欠缺,而且新人设计师不仅缺乏先进的设计理念,而且还存在安全意识不足的问题,导致建筑结构设计中出现很多疏漏和缺陷。
1.2设计方法不合理
建筑的使用寿命较长,与公路、桥梁等工程项目相比,建筑工程自身的特点决定了竣工后不可能频繁返修,这就要求从设计之初就要把好质量关,保证建筑结构具有良好的耐久性、稳固性和安全性。建筑构件在天气、人为活动、自然灾害、意外事故等多种因素的综合作用下,不可避免地会受到损坏,从而缩短建筑的使用寿命,甚至还会埋下安全隐患,给人们的人身财产安全带来威胁。加之一些建筑设计师的专业能力、综合素养欠缺,没有按照相关规范标准进行结构设计,比如建筑的抗震设计,一些设计师未能综合分析、了解建筑材料的性能和特点,也没有充分考虑材料是否会出现扭曲、变形等质量问题而盲目选择。还有一些设计师没有采用科学的建筑结构平面设计方案,给建筑工程的施工埋下许多潜在地风险因素,建筑材料的陈旧老化、建筑结构的过度损坏都会影响建筑的整体安全性。
1.3缺乏创新意识
建筑结构设计不仅需要专业知识与实践经验,还要求设计师有一定的天赋和创意,尤其是在新时期下,各种新技术、新设备层出不穷,建筑形态更加多元化,如果设计师仍然沿用传统的设计方式,没有考虑建筑风格和建筑本身的特点,则很难提高设计水平。部分设计师严重缺乏创意,没有掌握数字化设计工具、设计程序的使用方法,无论是制定建筑结构的设计方案,还是制作设计图纸,采用的都是传统、陈旧的工作方式,完全与时代脱节,根本无法满足现阶段人们对建筑结构设计的要求。
1.4抗震设计不完善
在建筑结构设计中,建筑的抗震能力是重要的设计内容,并且直接决定了建筑质量与整体的安全性,与人们的人身安全密切相关。抗震设计包括抗震计算、抗震构造措施,设计过程中最容易出现的问题是尽管设计师明确了本地区的烈度,但是却忽略了相关规范中要求的抗震等级。抗震等级除了和建筑类型有关,而且还与建筑的高低、所处场地、周围环境等因素密切相关,很多情况下,抗震设防烈度应该提高1度~2度,以此来确定抗震等级。因此,如何判定抗震等级成为建筑结构抗震设计的重要工作,而抗震等级同时又决定了建筑结构设计的计算,并且对结构构件内力的调整产生影响,只有准确确定建筑的抗震等级,才能满足“强柱弱梁、强剪弱弯”的规范要求。
2提高建筑结构设计耐久性和安全性的策略
2.1提高建筑结构设计人员的抗震设计意识
提升建筑物结构设计的抗震性,是结构设计的重中之重。通过提高建筑结构的抗震设计水平,可以有效提高建筑物的安全性,减少因为地震而造成的人员伤亡及财产损失。但是在建筑结构设计过程中,仍有一些设计人员的抗震意识有待提高。由于地震的发生是突然性的,并且带来的伤害十分严重,所以,设计人员应通过抗震设计减少地震带来的安全问题。
在设计过程中,应首先了解建筑所在地所属的震区等级及地震特性,针对建筑的最不利受力结构进行优化设计,并融入抗震设计和隔震设计,减少地震可能带来的安全性问题,从而为人们的人身安全提供保障。
2.2遵守建筑结构设计的规定
随着我国现代化建筑行业的发展,建筑结构设计规范也在不断完善,比如,新的建筑结构设计规范在结构可靠性、设计计算、构造配筋方面的要求都有更新和补充,一切以建筑的安全性和耐久性为基础。要设计出符合建筑耐久性和安全性要求的建筑,必须严格按照国家的相关设计规范和标准进行设计。
2.3应用新技术提高建筑结构的安全性
每个行业都需要进行不断的改革与创新,建筑行业也不例外。随着科学技术的发展与进步,很多新技术被应用到建筑结构设计中,并且通过科学技术的引入,可以使建筑结构的安全性得到有效提高。比如,建筑消能减震技术。建筑消能减震技术主要是通过在建筑结构的合适位置布置消能减震设备,从而减小建筑在地震或者风载荷作用下的振动,起到提高建筑结构稳定性的作用。
2.4创新设计软件
随着建筑行业的不断发展,楼层越建越高,设计人员在结构设计中就需要不断创新,提高建筑结构设计的安全性,保证建筑设计的质量。设计软件的创新也要跟随设计的创新,使建筑结构设计的安全性不断提高。比如,BIM技术的运用。BIM技术近年来已经在多个行业得到了深入应用,通过BIM技术,可以进行建筑的可视化立体模拟,将工程结构直观地展现在设计者面前,并对结构数据进行计算与分析,对工程中存在的问题提前做出预判,从而及时优化结构设计,保证结构的耐久性和安全性。
2.5提高安全意识
在建筑结构的设计过程中,对建筑结构中可能存在的安全隐患或者结构关键部位应进行反复核算,保证结构的安全性。进行设计前,设计人员应先深入分析地质勘查资料,提高结构设计的科学性,减少施工过程中的问题;如果建筑物所在区域是高强度地震地区,设计人员应采取多种抗震设计措施,提高建筑物的抗震性能保障建筑的使用安全。
2.6加强平面设计和竖向设计
建筑结构的平面设计适合选择规则的结构布局,以避免结构扭转和薄弱连接,增强建筑的抗震性能,通过设置抗震缝的方式把结构划分为几个抗震单元。特别是高层建筑的平面设计,考虑到建筑承受的风压较大,因此建筑外形要采用流线型,比如与矩形平面相比,圆形建筑平面的风荷载更小。平面上两个正交方向的刚度尽可能保持一致,柱和剪力墙等抗侧力结构适合设置在周围,可以增强建筑整体的抗扭刚度以及抗侧刚度,与此同时,还要增加楼层或者大梁的刚度,让抗侧力结构可以承受更大的弯矩。竖向设计方面,高层建筑的康侧力结构刚度应该遵循从下至上的原则逐渐过渡,可以避免削弱建筑对水平荷载力的抵抗能力,可参考美洲银行大厦,束筒的刚度较大,连梁的刚度较小,从而起到良好的消能减震作用。我国深圳万科中心采用了斜拉索结构形式,在建筑的首层形成了连续性的大空间。
3结语
综上所述,建筑结构设计与建筑物的质量有密切地联系。所以,建筑企业必须高度重视建筑结构设计,只有确保建筑结构设计的科学合理,才能提高建筑物的安全性,保证人们的生命财产安全。建筑设计人员在设计过程中需要考虑各种因素。针对目前我国建筑情况来说,设计人员应提高建筑的抗震性能,提高安全意识,以及运用新型技术等,严格遵守建筑结构设计规范,从根本上保障建筑物的耐久性与安全性。
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