建筑结构设计中的安全隐患及解决措施研究

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年第7期   作者:杨书宇
[导读] 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
        杨书宇
        上海建筑设计研究院有限公司海南分公司,海南 海口 570100
        摘要: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。该文通过分析建筑结构设计中存在的不足之处,提出了全面提升建筑结构安全质量的具体措施。
        关键词:建筑结构 ;设计 ;建筑安全性
        中图分类号:TU712            文献标识码:A
1 建筑结构设计中的安全隐患
        在建筑结构设计工作中,相关设计工作人员首要考虑到的问题是建筑体的整体安全性、稳定性和正常使用性。如果在设计工作中存在人为性因素或者是外部环境因素的影响,造成建筑结构设计存在偏差,会直接影响到建筑结构后续的使用安全性,并且也影响到了建筑产业的长远稳定发展。结合以往的工作经验,建筑结构设计工作中容易出现的安全隐患,一般有以下几个方面:
        1.1建筑基础类型的选择不够合理
        地基基础可以为建筑结构的安全性、稳定性等提供保障,担负着建筑的综合重力。所以,建筑基础的设计对整个建筑工程的综合质量发挥着决定性作用,而在基础类型的选择上,一定要确保建筑的安全性和正常使用。不过,因为有的设计人员的理解认知不足,造成基础类型选择不够合理,致使地基的承载力不能够充分满足建筑物承载力计算的有关规定,而后期的施工全过程里也存在着不均匀沉降、侧移等情况,如此既会影响到建筑结构的综合安全性,也会影响建筑物的正常使用。所以,建筑结构设计人员需要对建筑结构设计的科学性予以重视,合理的选择建筑的基础类型。
1.2 建筑材料质量不符合工程规定
        在建筑结构的设计工作中,针对建筑工程所选用的工程材料质量不符合工程的整体性要求,相关工程单位需要从建筑体的实际建设状况来进行出发,在建筑设计工作中需要尽可能选择材料质量过关,并且性价比更高的建筑工程材料来加以使用,不能过分的节约经济成本,而使用一些质量不符合的工程材料、但是由于部分建筑工程单位相关设计工作人员在自身的知识水平以及综合素养方面存在一定的差异性,造成了建筑结构设计工作中存在工程材料不符合工程建设规定的现象,直接影响到了整个建筑结构的安全性和稳定性。
1.3 建筑结构设计安全意识较弱
        建筑结构作为建筑体整体安全性和稳定性的保障,建筑结构设计工作的科学性和稳定性直接关系到了整个建筑体的使用安全,这也是人们关注建筑工程质量的重点内容。在建筑工程项目的开展过程中,建筑结构的稳定性影响因素相对比较复杂,其中包含了建筑体的基础稳定性、建筑结构的使用耐久性以及建筑最大承载力等。针对我国建筑工程安全管理规范来进行分析,其中很多建筑结构设计工作仍然存在诸多漏洞和缺陷问题,造成了建筑体在实际的使用过程中存在各种不安全性问题。比如,建筑墙体出现开裂以及渗水和漏水等这些问题,很多都是因为建筑结构设计工作存在问题所造成。
2建筑结构设计中安全隐患的有效解决措施
2.1保证设计前期工程勘察的质量
        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,同时还要以工程安全要求为基础,设计出符合要求的建筑结构,提高建筑结构的安全性。因此,在建筑结构设计中,先要做好工程现场勘察工作,再根据工程现场的基本情况进行科学的设计,从而有效确保建筑结构设计和建设的质量与安全。

因此,在结构安全设计中,应充分考虑工程所在地的地质情况、气候因素、自然因素和水文条件,且全面掌握测量点的布置、钻孔的深度和测量设备的精度,以增强勘察的准确性,维护建筑结构的安全。例如,只有在决定建筑施工之前的结构设计中对当地的地质条件进行综合考虑,才能决定建筑桩基的分布和其深度与钢筋混凝土等规格。
2.2做好建筑结构基础设计
        在具体开展荷载计算工作过程中,不应机械化地对基础设计公式进行直接套用,还需要充分考虑实际情况,结合建筑基础宽度与深度要求,在计算荷载时做好科学合理的修正,从而有效提高建筑地基承载力,保障建筑基础设计的稳定性。另一方面,受不同地质土壤性质的影响,地基容许承载力也各不相同,这对实际设计取值必然造成一定的影响。为有效解决这一问题,在实际进行基础设计时,还应参考规范验证公式,选择合理的验算方法。如果选择电算方法,则需要先结合实际需求,做好模型的制定与校核,比如针对筏板下满布桩,在实际设计时,可以应用比较广泛的变刚度调平方法,在此基础上,针对获得的最终结果,还应确保与有限元分析结果一一对应,从而有效降低计算误差,更好地保障建筑基础设计安全。
        2.3保证建筑上部结构设计的科学合理性
        首先,在开展建筑上部结构设计的过程中,针对建筑框架结构,应将电梯小井筒这一结构取消,采用连肢墙进行替代,如此一来,在发生地震时,能够有效减轻地震对建筑结构的影响,不会吸收太多地震力,从而更好地保证建筑结构的安全。与此同时,在上部结构设计中选择结构参数时,应结合实际情况,做好多种参数内容的考量,并采取电算方式,做好相应验算工作。例如在实际设计剪力墙结构时,需要充分考虑主楼周期折减系数,并结合实际情况,做好合理的取值,一般选择取值0.9;在此基础上,还应考虑连梁折减系数的取值,一般取值为0.7。另一方面,在实际进行剪力墙结构设计时,还应加强对结构配筋最小配筋率控制力度,既能够减少成本,也有利于提高结构的稳定性。
        2.4增大建筑结构的抗震能力
        建筑结构的抗震能力是建筑应具有的基本功能,也是检验建筑设计安全能力的主要内容。因此,在建筑结构设计过程中,应对建筑结构等抗震能力参数进行充分考虑,并对建筑施工中所采用的施工材料、施工方法等进行分析,同时对建筑工程结构的各项参数进行预测。另外,必须要严格遵守国家相关的规范与标准,并对建筑结构的承重、抗震能力进行优化。例如,在对剪力墙结构进行抗震设计时,除了要考虑所应用的施工材料外,还要对剪力墙的布筋等进行参数计算,以合理的设计方法保证剪力墙的抗震能力。除此之外,应严格按照建筑结构抗震设计内容确定施工方法,确保施工质量符合建筑结构的抗震要求。最后,不同的地质地貌会对建筑结构的抗震能力产生较大影响,因此在进行抗震设计时,还要针对土质、地貌情况进行重点考虑。
2.5科学设计防护结构
        对整个建筑的安全性来说,结构设计的合理性与科学性是最基本且最关键的。例如,框架结构要考虑填充墙的位置是否上下连续,假如上部有大片填充墙,下部没有,这样会造成结构刚度的突变而形成底部薄弱层,从而地震的时候造成底层无填充墙框架柱上下端严重塑性铰破坏形成层侧移机构。还有对楼内电梯的设计,不可设置于建筑的角部,避免单元角部扭转应力增加的影响。另外,在设计过程中还要充分考虑建筑结构、建筑功能的一致性,确保建筑结构的稳定性,并减少设计对外围结构安全性、稳定性的影响,从整体上提高建筑结构的安全系数。
结束语
         综上所述,建筑结构设计中的安全性问题非常重要。施工前应对设计方案进行全面调查分析。合理的设计方案不仅可以保证建筑工程的安全性和稳定性,而且可以节省大量的成本。设计人员应通过对国内外设计案例的研究和学习,打破只注重安全性而忽视耐久性的固化思维,在设计中充分考虑如何增强结构的耐久性,进而延长建筑工程的使用寿命。
参考文献
[1] 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,2018,137(7):116,119.
[2] 益德清,杨学林 . 房屋建筑结构设计中的常见问题 [J]. 浙江建筑,2002(2):14–18.
[3] 朱炳寅 . 建筑结构设计问答及分析(第二版)[M]. 中国建筑工业出版社,2015.
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