宋磊
中交海洋建设开发有限公司 天津市滨海新区 300450
摘要:现当今,随着我国经济的飞速发展,我国的建筑业也迎来了新的机遇,建筑企业要想在竞争激烈、形势复杂的市场环境中求得生存和发展,就要不断完善技术和管理,提升建筑质量。安全性始终是建筑工程的首要因素,而结构设计又是决定建筑安全性的重要内容。建筑结构的稳定与合理,才是建筑施工安全的根本保障。本文围绕建筑结构设计展开综述。
关键词:建筑结构设计;建筑;安全性
引言
建筑结构设计是建筑工程施工的前提,能够对建筑结构的施工质量、施工安全有较大帮助。建筑结构设计也是建筑施工安全的前提,需根据建筑结构施工需求开展设计,除建筑结构的安全性、质量、消防等多种内容的设计外,还需保障建筑结构的完整性与美观度,可见建筑结构设计的复杂性较强,具有较高的要求。随着我国建筑结构设计水平的不断提高,使得设计问题逐步凸显,需要对建筑结构设计的安全性影响因素进行系统研究,充分重视建筑结构设计的安全问题,并进行防范和解决。
1建筑结构设计的特点
在进行建筑项目结构设计的过程中,其主要特点在于建筑结构的实用性以及安全性等方面。除了确保建筑结构设计的安全性之外,还需要对结构的经济性给予足够关注。在设计建筑项目结构的过程中,不但需要确保建筑的稳固性,同时还要表现出建筑的经济效益以及使用价值。
2结构设计原则
(1)刚柔并济。对于建筑结构而言,如果强度过高,则会给其正常的变形能力带来影响,这样在产生巨大破坏力的过程中就会导致建筑被损坏。但如果强度过低,则无法有效保证整体的稳定性,变形过大,使建筑倾覆倒塌。所以在设计时一定要遵循基本的刚柔并济原则。(2)多道防线。要设计出安全系数高的结构体系就必须通过多道防线实现,以确保在出现不可避免的灾害时,如地震、火灾等,也可以通过其进行层层防护。但绝不能将安全性完全放在某一单个构建性能上,比如在建筑当中多支墙要比单片墙的抗压能力强很多。(3)主次分明。在实际设计过程中,整个结构体系完全是由各种不同的构件组合在一起协同工作的,这些构件性能组合成整个建筑物的性能。但每个构件在结构体系中的作用都是不同的,因此这就需要遵循主次分明的原则,比如常见的强剪弱弯、强柱弱梁、强节点弱构件等。强剪弱弯是指梁、柱和剪力墙底部的斜截面所承受的力要大于实际的承受力。由于弯曲破坏属于延性破坏,所以会提前有所征兆,如裂缝等;剪切破坏则是脆性破坏,没有征兆。因此这就需要确保构件在产生弯曲之前不受到剪切破坏。强柱弱梁是指柱端的承载力超过了梁端的实际承载力。如果受到外力影响,梁先屈服会使整体结构产生一定内力重分布,由此强化结构耗能能力和极限层间位移,整体抗震性强。如果柱先屈服,则会使结构成为几何可变体系,进而发生倒塌的问题。
3在建筑结构设计中提高安全性的策略
3.1加强对于建筑抗震设计的维修加固
对于建筑结构设计之后的施工过程来说,必须定期对建筑整体的抗震性能以及定性进行检查加固。由于建筑结构的抗震性能是评定建筑物设计质量的重要标准,因此在后续的施工过程中,施工人员要定期对建筑结构进行维修并加固,以此来确保整体结构的稳定性,全面提升建筑设计的安全质量。
3.2规范准入机制,提升设计人员专业性
以上已经进行过影响建筑安全因素的探讨,从中可以总结出,提升设计与施工人员的专业技能是增加建筑结构设计安全性非常重要的一环。提升设计人员技能可以保证结构设计的科学合理,提升建筑的质量,确保建筑工程在设计之初是合理的。而提升施工人员的专业素养则可以让其尽可能还原设计人员科学合理的设计,以此来保证建筑再施工之后是符合规定的、合格安全的。建筑企业可以通过规范准入机制、进行职业技能培训来解决以上问题,让设计、施工人员本身就有着较强的专业性,然后依照实际情况来对其进行培训,落实好资质考核与施工监督。
3.3保证配筋的合理性
配筋合理性是指在进行建筑施工建设时,要保障钢筋工程布置及分配的科学、合理,并确保建筑各结构配筋符合相关规范标准,以减少施工建设过程中出现的不安全因素。目前多数建筑结构设计过程中,都将横向水平钢筋的位置设置在建筑整体的外部,并将纵向钢筋设置在建筑整体的内部,若建筑存在地下结构,则还需考虑土体压力情况,同时对墙体刚度也需要进行综合考虑。
3.4做好建筑的安全性计算
安全计算是建筑安全性的重要保障,根据设计方案严格计算,从中找出设计方案和建筑工程实际情况之间的差距,及时调整设计方案。根据安全计算结果来规划建筑结构的抗震设计,综合分析建筑工程所处的环境,结合当地情况选择建筑材料,优先选择抗震性能强的材料。设计师从细节做起,合理规划混凝土结构、钢筋和剪力墙等各环节,充分考虑当地烈度,了解当地以往的地震资料。安全计算过程中,选择科学、针对性的计算方法,保证计算方法和建筑项目相吻合,以尽可能地控制计算误差。安全计算中,设计师还要跟踪分析进入施工现场的材料质量,禁止劣质材料入场。
3.5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。
3.6优化抗震设计
良好的抗震设计在保证建筑安全方面有着关键作用,因此相关人员就必须完全掌握相应的抗震设计原理,同时依照具体的设计原则开展工作。例如,在对施工场地选择过程中,设计者要勘察建设场地的环境和地质情况,避免把建筑设计在对抗震性不利的地方。为了保证良好的抗震效果,建筑的布局还必须保持基本的合理性,同时做出相应的计算简图,明确地震作用的传递线路,标明抗震设防能力和抗震承载力等。一般比较简单的或者对称性的建筑其抗震效果往往较为优异。
结语
在我国市场经济体制下,建筑行业正在飞速发展,建筑企业数量达到了前所未有的程度,行业竞争力非常大。同时,人们生活水平的提升使得其对于建筑的要求越来越高,安全性也就成了不可忽视的一个内容,因此,建筑安全性逐渐成为如今建筑行业提升竞争力的一个重要方向。本文对建筑安全性进行了探讨,发现要想提升建筑安全性、施工质量,需要从以下几个方面入手:①提高设计、施工人员专业素质,确保建筑结构设计与施工的科学合理;②做好市场调查与采购监督工作,只有合格的材料才能够造出合格的建筑;③最好设计的模拟测试与审核,确保建筑的结果设计在理论在是安全、合格的。
参考文献
[1]李冰成.工业建筑结构设计的复杂性和安全性问题分析[J].建筑工程技术与设计,2020,(6):4281.
[2]陈鹏.在建筑结构设计中提高建筑安全性的探讨[J].建筑工程技术与设计,2020,(4):3455.
[3]杜智亮.提升建筑结构设计安全性有效措施[J].建材与装饰,2020,(6):79-80.
[4]朱嘉陵.浅谈土木工程结构设计中的安全性与经济性[J].消费导刊,2017,(37):40.
[5]游杰.建筑结构设计中的安全性问题分析[J].建筑工程技术与设计,2020,(6):906.