谈建筑结构设计如何提高建筑的安全性

发表时间:2021/3/4   来源:《建筑实践》2020年11月31期   作者:宋彩虹
[导读] 随着人们生活水平的不断提升,对居住条件和居住环境的要求也在不断提高
        宋彩虹
        青岛华鹏工程咨询集团有限公司             山东 青岛 266100


        【摘 要】随着人们生活水平的不断提升,对居住条件和居住环境的要求也在不断提高,这就对房屋建筑行业提出了更高的要求。本文介绍了建筑结构设计安全性的意义,对建筑结构设计中的安全问题进行了详细分析,并给出了提高建筑结构设计安全性的有效措施,希望可以为同行从业者提供一些参考。
在现代建筑工程建设施工过程中,为了保障施工质量,通常会采用一定的控制措施,主体结构科学性设计就是其中之一。通过科学性设计能够及时发现建筑工程主体结构混凝土、钢筋等方面存在的问题,并采取一定的措施进行改进。本文将就现阶段建筑工程主体结构质量的设计内容及设计途径进行探讨分析,希望能够促进我国建筑工程整体建设水平的提升。
        【关键词】建筑;结构设计;安全性
        建筑的结构设计对建筑的质量和性能有着十分显著的影响,所以,在建筑结构设计中,应把控每一个细节,提高结构设计的安全性,从而为住户创造质量有保障且安全舒适的室内空间,房屋建筑结构设计中应用结构优化技术就显得尤为重要,不仅能够对房屋建筑中的各项资源进行更为合理的分配,还能够进一步提升房屋建筑结构空间布局的适用性,促使建筑企业实现经济效益大化。
作为建筑工程施工科学性设计的重要方法,科学性设计已经得到了广泛的应用。现代建筑工程规模庞大、内容复杂,施工方法、材料、人员、机械、环境等方面的因素都可能会对工程质量产生负面影响,因此有必要通过详细的检查及时发现并排除主体结构中存在的质量隐患,促进工程建设目标的完成,实现综合效益的提升。
        1、建筑结构设计提高建筑的安全性的主要内容介绍
        现代建筑工程项目主体结构科学性设计共包括两个方面,分别是针对建设完成工程的设计以及针对新建工程项目的设计,本文着重探讨新建工程项目的科学性设计。在工程开始前,要对进场的施工材料进行严格检查,保障材料质量性能,同时构建科学合理的质量控制体系,选择最合适的设计方法开展工作。而已经建成并投入运营的工程项目,设计工作的目的是提高工程的运营寿命,具体设计项目可以分为常规设计、专项设计以及可靠设计三种。
        2、建筑结构设计提高建筑的安全性的途径及注意事项分析
        进行建筑结构设计提高建筑的安全性的途径及注意事项分析,主要内容可以总结如下:
        2.1主体结构强度设计及注意事项
        安全性是现代建筑的一项重要属性,它直接关系着人们的生命财产安全,建筑工程主体结构的安全性则很大程度上取决于混凝土构件的抗压强度。在对混凝土构件抗压强度进行设计的过程中,比较常用的设计方法包括钻芯法、回弹法等。其中钻芯法是采用钻进取样的方式对混凝土构件内部情况进行观察了解,这是一种比较直观的设计方法,在操作上较为简单方便,且能够获得高精确度的设计数据。但缺点是会对混凝土构件产生破坏,导致混凝土构件的性能下降,影响到主体结构的稳定性。因此在选用该方法时一定要慎重,并做到规范作业。在一些混凝土强度较低的工程中,应尽可能的避免采用此方法。回弹法则是使用回弹仪对混凝土构件表面的回弹高度进行测定,据此分析混凝土构件的弹性强度。除了以上兩种方法外,还有一种超声波设计法可以使用,这种方法通常应用于钻芯法和回弹法没能发现问题,或是混凝土强度无法满足钻芯法使用要求的情况下,需注意的是,超声波设计法在具体实施的过程中一定要设置工程师从旁指导。使用超声波设计法能够对混凝土的强度、缺陷、弹性、非弹性等多方面参数进行测定。超声波在混凝土中的传播参数(声速、衰减系数等)和混凝土强度之间存在一定的联系。从理论上来讲,超声传播特性是描述混凝土强度的理想参数,但是由于混凝土强度是一项十分复杂的指标,其影响因素众多,因此建立其强度和超声传播特性之间的简单关系具有很大的难度[1]。
        2.2混凝土结构尺寸和外观的设计
        针对混凝土结构和外观的设计是根据设计要求及工程建设规范找出其中的不符之处,加以改进,通常采用目测的方法,这种方法可以发现一些比较明显的缺陷,如蜂窝、裂缝、凹坑等,一旦发现缺陷,必须要对混凝土构件的截面尺寸和总轴线标高进行重新详细测试,并对缺陷部位做出明显的标记。混凝土构件功能复杂,影响因素众多,为了保障设计的有效性,应根据工程建设质量管理条例的相关内容对设计方法进行合理的选择。针对混凝土结构外观和尺寸的设计最大的特点就是耗时、耗力且繁琐,工作人员在设计中必须做到严谨负责,不放过任何一个细节部位,尤其是一些隐蔽工程,避免留下纰漏。在设计完成后,要对设计项目进行全面核对,同时设计人员还要签字确认设计验收结果,一旦出现问题,可快速追责。这样能够对设计人员的工作行为进行有效的约束,避免出现玩忽职守的情况。以混凝土表面平整度设计为例,可以采用系统布点和随机布点相结合的方法,需要使用到的3m专用直尺。具体实施措施为在结构缝部位对底板、侧墙和顶板的中心线进行定点检查,保障升降坎满足设计平整度标准要求。或是在地面工程输水廊道系统进行布点,对顺水流方向和垂直水流方向的平整度进行测试[2]。
        2.3钢筋设计
        混凝土构件内部包括大量的钢筋,这是其具有较强承载力的原因,因此针对钢筋的设计不可缺少。首先,在混凝土浇筑作业钱,要对钢筋进行详细的设计,设计内容包括钢筋材料质量、数量、种类、直径、位置精确性、粘结方式等,比较常见的方法为目测法。而对于一些目测无法掌握的精确参数,如在混凝土浇筑完成后,需要采用雷达探测器、电磁传感器等进行设计,对钢筋是否存在严重位移或是变形情况进行确定。
        由于钢筋和混凝土两者之间存在紧密的联系,因此在设计过程中,要对混凝土构件进行充分的考虑,如混凝土构件安全性、硬度等。对于钢筋保护层,要从材料开始进行深入全面的设计,设计项目有钢筋厚度、钢筋密度、钢筋弹性等。在具体施工的过程中,要对保护层的刚约束进行设计,以保障施工技术达到工程设计要求。在对钢混结构强度进行设计时,应采用接头取样的方法[3]。
        2.4砌筑砂浆科学性设计
        在建筑工程墙体施工中,砂浆质量会对施工效果产生显著的影响。针对砌筑砂浆科学性设计比较常用的方法包括贯入法、回弹法、超声波回弹法等。在应用回弹法的过程中,要确定动量施加在主体结构上。但在实际操作中,外部振动产生的动能只有下部分能够被主体结构吸收。对此,可以使用超声波回弹法,通过超声在主体结构中传播速度、传播时间等参数的测量分析,间接掌握其各方面性能优劣。


        1建筑结构设计安全性的意义
        1.1提高建筑结构设计安全性的积极作用
        建筑结构设计是一个复杂的工作内容,保证工程施工中的人身及财产安全是根本目标,在指定的经济区间内增强建筑结构设计的科学性及合理性,确保其在使用期间具有完善的功能。在建筑设计的过程中,应高度重视设计的安全性、耐久性以及适用性。其中,建筑当中所说的安全性主要是指工业与民用建筑在施工和运行的过程中可承受外力及突发事件影响的能力。建筑的适用性主要是指建筑整体的规划和布局是否合理,是否能够满足用户的个性化需求。而耐久性主要是在限定条件中达成目标的可能性。此外,建筑的安全度主要是指在规定的使用期限内,建筑结构外部和内部功能可供使用的最大程度。因此提高建筑结构设计的安全性,不仅能够完善建筑的质量和性能,还可维护住户的生命及财产安全。
        1.2结构设计和建筑安全的关系
        建筑结构的安全性尤其关键,很多建筑受到地震等自然灾害的影响后都会出现较为严重的损坏,而之所以出现上述现象与建筑结构设计的综合水平有着密切的关系。比如,墙体的裂缝或结构变形都会降低结构质量。因此,若要提高工业与民用建筑的安全性,就应高度重视建筑结构设计的质量和安全,所以在工程建设初期就要制定完善的设计方案,对方案予以科学论证,在达到各项安全指标的基础上加强工程施工的安全性。
        2我国建筑结构设计中的安全问题
        现阶段,我国建筑结构设计不断发展,人们对结构设计也提出了更高的要求,在这一背景下,结构设计也面临着许多挑战。
        2.1设计人员安全意识有待提升
        建筑结构设计中,设计时的设计方案对结构的安全性有着十分显著的影响,但是从当前实际来看,工业与民用建筑结构设计人员不重视结构的安全性,因此在工程建设和使用的过程中出现了较多的安全事故,严重影响了人们的生命及财产安全。对此,在建筑结构设计的过程中,要严格按照规范完成设计工作,同时对于经验欠缺的人员,需在操作中严格按照规范要求执行,积累更多的实践经验,让工作人员可以更加娴熟地应用有关知识,从而不断增强我国建筑结构的安全性。在这一过程中,也需秉承具體问题具体分析的原则,摒弃无法实施的设计方案。且为了防止后期出现严重的安全隐患,在工程施工中要重视施工跟踪和监察环节,让工程施工平稳开展。
        2.2工程勘察有待完善
        建筑结构设计应从施工现场的地质和地貌等多个方面予以全面考虑,同时还要以工程要求为基础,这样才能设计出符合要求的建筑结构,提高建筑结构的安全性。另外,工业与民用建筑的抗震性能也是影响建筑结构安全性的关键要素。但从我国建筑结构设计现状来看,很多人认为只要建筑处于非地震地区就不会受到地震灾害的威胁,所以不重视抗震结构设计,甚至违反抗震结构设计的规范要求,这也严重威胁到了住户的安全。若出现地震灾害,将会造成巨大的损失,因此必须要对此予以高度重视。
        3提高建筑结构设计安全性的有效措施
        为了更好地应对当前建筑结构设计中的不足,我们必须要采取多种有效措施加以完善和改进,只有这样,才能有效提高工程结构设计的质量,增强建筑结构的安全性与稳定性。
        3.1规范设计环节
        当前,我国经济发展水平不断完善,建筑结构设计的合理性也受到了人们的高度关注,国家在这一过程中也出台了很多建筑结构设计规范。为了保证工业与民用建筑结构的安全性,设计人员应严格按照规范流程及要求完成设计工作,及时发现并指出设计中不符合规范要求的部分,然后再提出有效的解决措施。而且对于建筑设计中出现的多次违规操作行为,需要对相关责任人予以举报,防止在工程结构设计和施工中产生更大的人员和经济损失。
        3.2保证工程勘察的质量
        建筑结构设计中,先要做好工程现场勘察工作,然后再根据工程现场的基本情况进行科学的设计,从而有效确保建筑设计和建设的质量与安全。在结构安全设计中,注意考虑工程所在地的地质情况,气候因素、自然因素以及水文条件,且全面掌握测量点的布置、钻孔的深度和测量设备的精度,以此增强勘测的准确性,维护建筑结构的安全。
        3.3增强设计人员的安全观念
        安全意识是建筑结构设计人员必须具备的重要思想观念,只有加深安全意识,才能保证结构的安全性,促进工业与民用建筑设计的发展。若要达到增强设计人员安全意识的目的,设计人员需不断丰富和完善自身的专业知识。由于工业与民用建筑设计具有较强的复杂性,其需要设计人员具有扎实的基础知识、专业的技术能力和丰富的工作经验。若要规划较为完善的设计方案,就需始终坚持细心和严谨的工作态度。再者,设计人员还应定期参加培训,从而不断提升设计人员的安全观念,这是因为设计人员的专业能力和水平也是设计中十分重要的因素,若工作人员不具备丰富的专业知识和过硬的专业能力,自然也就无法保证结构设计的质量和安全。另外,为维护住户的利益,工业与民用建筑的设计人员还需与同行业的专业人士进行积极地讨论,丰富更新自己的专业知识,进而加强建筑结构的安全性与完整性。
        3.4充分满足工业化生产需要
        在工业与民用建筑设计和建设的过程中,应保证其可充分满足运输工具和工业生产的要求。工业与民用建筑结构设计期间,防腐设计是一个非常重要的内容,其可维护建筑结构的安全性。在生产和施工中其有着十分重要的作用,因此在结构设计和生产之中,要采取有效措施改进处理的质量和效果。如排风通道的设计对加工车间就有着非常显著的影响,由于生产车间对排风有着十分严格的要求,在隔声带设计中必须增强其设计合理性,这样才能确保生产的平稳开展,减少外界因素对生产环节的不利影响。
        4结语
        现如今,人们越来越重视建筑结构的安全性,对工业与民用建筑结构设计来说,其安全性更加重要。现代工业与民用建筑结构设计十分复杂,因此为了保证设计的质量,就必须要高度重视设计的合理性和安全性,正确认识当前工业与民用建筑结构设计中存在的不足,同时采取有效措施加以控制和调整,有效提高工程设计的质量,促进建筑工程顺利竣工。
        参考文献:
        [1]张秀平.关于工业与民用建筑结构设计中的安全性思考[J].智能城市,2017(1):29.
        [2]乔玉瑞.对建筑结构设计中提高建筑安全性的思考[J].绿色环保建材,2018(7):60-61.
        [3]崔连晶.工业建筑结构设计常见问题分析[J].河南建材,2016(6):102103.
        [4]曾超.工业建筑结构设计的复杂性与安全性[J].山东工业技术,2017(4):7173.
        [5]田相凯.探讨工业建筑结构设计的复杂性及安全性[J].山东工业技术,2017(13):124126.
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