建筑结构设计过程中安全问题的控制与管理 冉斌

发表时间:2021/8/4   来源:《基层建设》2021年第14期   作者:冉斌
[导读] :建筑工程作为我国社会发展的重要组成部分,在我国不断城市化进程的背景下得到了新的发展机遇,

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        摘要:建筑工程作为我国社会发展的重要组成部分,在我国不断城市化进程的背景下得到了新的发展机遇,同时也面临着巨大的挑战,如何在新时期提高自身的工程质量,为社会提供更优质的服务,已经成为每个建设单位都应该思考和改进的内容。建筑结构安全是建筑物稳定的基本保证,因此相关的设计工作显得尤为重要。本文分析了建筑结构设计中存在的安全隐患,提出了相应的控制和管理措施,供行业参考。
        关键词:建筑结构;设计过程;安全问题;控制;管理


        1 建筑结构设计和建筑安全性关系分析
        1.1 结构设计和建筑安全性关系分析
        结构设计的有效实施将在很大程度上决定建筑物的安全性和稳定性,并将直接决定后续建筑物的使用质量和使用寿命。建筑的适用性主要是指建筑的整体规划布局是否合理,能否满足用户的个性化需求。耐久性主要是在有限的条件下达到目标的可能性。此外,建筑的安全度主要是指建筑结构在规定的使用年限内可供使用的外部和内部功能的最大程度。因此,提高建筑结构设计的安全性,不仅可以提高建筑的质量和性能,而且可以维护居民的生命财产安全。可见,在建筑结构设计中,采用科学合理的方法是非常重要的,特别是对于建筑的抗震和稳定性,必须通过有效的技术手段来保证,从而使建筑物具有更长的使用寿命,提高建筑物的综合性能。
        1.2 提升结构设计安全性的作用和意义
        建筑结构设计不仅是保证整个建筑安全稳定的支撑,而且能很好地处理工程实施中存在的各种问题。例如,墙体裂缝或结构变形会降低结构的质量。因此,要提高工业和民用建筑的安全性,就要高度重视建筑结构设计的质量和安全性,所以在工程建设的前期,就要制定完善的设计方案,科学论证方案,在达到各项安全指标的基础上,加强工程建设安全。
        2 建筑结构设计安全性原则
        在建筑工程中,建筑结构的安全性需要科学合理的设计,结构体系需要多重设防。根据建筑的实际需要和人们对艺术性的追求,设计理念不断完善。建筑结构形式丰富多彩,建筑结构形式更加复杂多样。传统的高层建筑结构采用框架、剪力墙或两者相结合的形式,但目前随着建筑样式的不断创新,创新的结构尝试也随处可见。例如,组合使用各种结构形式,或者直接使用新的结构形式。随着建筑技术的发展,结构形式已成为高层建筑结构设计的重要组成部分。特别是在高层钢结构的安全性方面,不同结构形式、不同节点的受力可能不同,受力模式也可能不同,因此结构方案会影响整个建筑的结构安全性。在建筑结构设计原则上,一般遵循多重保护原则、适度弹性原则和建筑结构整体性原则。
        2.1多重防护原则
        当外力影响建筑结构时,建筑物的安全需要多重结构防护和保障。单一的安全构件维护不了建筑安全体系,需要多重结构安全设防来抵抗外力影响。从而避免发生建筑工程事故,进而保证建筑工程充分的安全性。同时在结构设计的过程中,也运用不同计算软件或模型对同一建筑结构进行核查对比,从不同角度分析结构的薄弱处和突变处。
        2.2 适度的弹性原则
        建筑结构必须有适度的弹性,如果建筑结构刚度过大,其变形能力就会很差,当在地震力作用下,能量无法及时释放,巨大的能量让结构产生破坏;如果体系硬度过软,稳定性就会很差。
        2.3 建筑结构整体性原则
        结构整体性能够迅速消减和传递强大外力,保证建筑免遭破坏。因此建筑设计者尽可能疏通建筑构件中的各个关节,使构件受力关系传递清晰,能够顺畅消减外力所带来相关影响。结合相关的知识进行科学性的受力分析,合理配置受力构件,增加建筑的受力能力,使建筑构件能够保持整体性。
        3 实例分析
        某高层住宅楼,总建筑面积为2.1万m2。住宅部分首层架空,转换层以上为27层、28 层、29层住宅,一层和两层为防空地下室及停车库。地下建筑面积:2106m²;人防总建筑面积:1210.9 m²,建筑类别为一类,抗震设防烈度为8度,框支剪力墙结构。
        3.1 抗震设计措施
        建筑结构设计考虑因素多样,受外力作用工况复杂。除考虑常规设计中的竖向荷载、风荷载,还要考虑强烈地震作用。为了防止结构在地震中倒塌,特别需要在构造设计上保证结构具有良好的延性,因而要采取有效的措施。



        3.2 减轻建筑的自重
        减轻建筑房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法,地震效应是与建筑的质量成正比。如果在建筑中建筑物质量比较大,那么相应的地震效应也会很大。作用于结构上地震剪力也会变大,建筑就很容易遭受破坏,造成建筑安全性的影响。因此,在高层房屋建筑中,必须减轻建筑的自重。宜采用高强度的材料作为结构构件,采用轻质材料砌筑非结构构件和围护墙体。比如用钢结构作为高强度框架构件,玻璃幕墙作为上层轻质的维护墙体材料。这样可减轻房屋自重,既减小了竖向荷载作用下构件的内力,使构件截面变小,又可减小结构刚度和地震效应。不但能节省材料,降低造价,还能增加使用空间。减轻房屋自重能够使地基基础的处理方法变得简单,方式选择更加多样、合理,这在软弱土层有突出的经济效益。
        3.3 垂直结构的调整
        建筑的侧向刚度不宜下小上大的现象,且应尽量防止刚度突变。显然,转换层的结构正好有此种情况。该工程是高位转换,转换层垂直方向等效侧向刚度比规范有严格的控制。在设计过程中,需要强化下部、弱化上部,尽量避免出现薄弱层。可采用的方法有以下几种。
        (1)应协商好建筑设计师,使剪力墙尽可能多的落地。必要时不伸出底部增设部分剪力墙,可以有效地增大底部刚度。
        (2)剪力墙底部不应开洞,避免刚度削弱太多。
        (3)采用高强度水泥材料,以提高墙混凝土强度等级。
        3.5 优化基础设计
        在满足基础承载力要求前提下,仔细分析地质报告,合理选用基础形式,在持力层起伏的区域保证桩基位于同一持力层,避免不均匀沉降。基坑支护设计应结合地下室结构设计,保证结构本体安全和支护结构安全。
        4 建筑结构设计过程中安全控制与管理
        4.1 严格按照国家抗震规定对建筑结构的抗震性进行设计
        建筑结构设计不是一项简单工作,不是纸上谈兵的事情,它的科学性和复杂性要求设计人员必须要具备扎实的理论功底和丰富的设计经验,同时也要拥有灵活的创新思维和认真负责的工作态度。作为设计人员不但要严格遵守设计原则和结构规范,而且要善于在实际工作中密切配合施工过程,不断总结设计经验。结构设计人员要树立牢固的安全意识和责任意识,要对建筑的抗震性设计有清醒的认识和严格的把握,要以从对人民生命财产安全负责的角度来发挥施展和发挥自己的聪明才智,保障建筑结构设计的安全性。
        4.2 进行建筑结构设计时,保证其结构设计的合理性
        随着社会经济的发展,建筑结构设计的安全性越来越引起人们的重视,同时国家也相继出台了一些规定,对建筑工程的质量标准提出严格要求。对于建筑施工的一系列制度和规定具有科学性和政策性的双重特征,同时这些规定也不是固定不变的,它总是随着科技的发展和人们对居住环境的要求而发生变化,建筑结构设计必须要严格按照国家规范来进行。一方面,建筑设计人员要把提高建筑质量,保障建筑安全性来作为其设计的落脚点,对于不符合国家规范规定的设计要求要敢于提出异议,要及时学习和掌握国家对设计标准的更改,以不断提高建筑结构设计水平。另一方面,国家有关部门对于建筑结构设计要给与严格的审核和监督,对于违反设计规定的建筑工程要及时下令其进行停工和整改。
        4.3 完善管理机构体系
        目前,我国很多建筑设计企业并没有较为完善的管理体系,这也使得在进行建筑结构设计时,会出现各种不合理的现象,也就给设计留下安全隐患,因此,企业应建立完善的管理机构,对建筑行业中的每一位员工进行严格的管理,对建筑行业中的每一项工作进行有效的控制,保证每一项工作的责任落实到每一位工作人员的身上,提高他们的职业道德素质,以及工作的责任心,确保在进行建筑结构设计的过程严格按照相应的标准规范进行,以规范标准为导向,而不是以人为导向,降低或消除安全问题的出现,从而达到建筑行业良好发展的目的。
        5 结束语
        综上所述,随着国民经济的不断进步和建筑业的不断发展,实际工程中存在的安全问题还是层出不穷,造成安全隐患。要高度重视结构设计中存在的安全问题,严格按照国家有关规定进行建筑结构设计,从而有效地控制和管理组织设计中存在的安全问题,在施工过程中加强设计跟踪,及时发现并解决现场出现的实际问题,有效保证建设项目的健康发展,保障人民生命财产安全,促进社会和谐发展。
        参考文献
        [1]魏孟秋.建筑结构设计可靠度的影响因素与比较研究[J].居舍,2019(24):109.
        [2]黄章平.建筑结构设计中提高建筑安全性的相关思考[J].建材与装饰,2019(22):106-107.
        [3]冉凯龙.建筑结构设计中的安全隐患及解决措施研究[J].河南建材,2019(03):6-7.

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