论如何在建筑结构设计中提高建筑的安全性

发表时间:2021/8/11   来源:《工程建设标准化》2021年36卷9期   作者:1.史续权2.高晓勇
[导读] 随着我国建筑业的蓬勃发展
        1.史续权2.高晓勇
        1.中铁隆工程集团有限公司  四川成都  610045
        2.北京中盛新能科技有限公司   北京丰台 100040

        摘要:随着我国建筑业的蓬勃发展,建筑行业逐渐成为市场经济结构中的支柱型产业。与此同时,由于建筑结构的设计不合理,在工程施工与使用期间容易产生建筑滑塌等安全事故,给广大群众造成严重经济损失,也成为阻碍行业发展的主要因素。为进一步保障建筑结构的安全性和稳定性。
        关键词:建筑结构设计;安全性;提高方法
        引言
        在中国经济等各方面持续发展进步的背景下,国内建筑行业进入高速发展阶段。在工程项目的建设数量等方面不断提升的情况下,以确保建筑工程实现较高的安全性作为工作目标,需要有关设计人员在开展建筑结构设计环节工作时,科学设计规划方案。利用实际调查统计的方式,了解到在设计人员开展建筑结构设计时,设计方案中有关安全性方面依旧具有较多亟需处理的问题。
        1建筑安全性概述
        安全性主要是指在施工中承受外力和意外事件的能力。建筑结构设计具有明显的综合性特点,这就要求设计人员具有丰富的专业知识。在安全计算中,人员需要运用更多的专业知识,在力学原理分析的基础上完成应力计算,合理考虑建筑物的形状和构件的合理布置。结构设计人员应根据建筑物的功能、空间规划、荷载分布等要素,确定结构的具体形式和受力构件的布置,以提高计算精度,确保结构满足工程设计要求,维护建筑结构的稳定和安全。同时,在结构设计中,设计师需要充分了解建筑材料的特性和施工工艺对材料的影响,并注意地区气候变化和季节变化,从而全面提高建筑结构的设计水平。
        2建筑结构设计中提高建筑的安全性的现状
        2.1缺乏安全意识
        建筑施工企业安全意识的缺失将直接影响建筑结构的安全。虽然我国已经出台了一些有关建筑结构设计安全的制度,但一些企业在工程建设中仍然遵循效益第一的原则,只注重经济效益,没有严格执行各项制度和规范。此外,还存在擅自改造建筑结构、以次充好的情况,这在一定程度上也是一个问题,加剧了建筑结构的安全风险。另外,设计师还没有建立起强烈的安全意识,这也是建筑结构缺乏安全保障的关键因素。设计师是结构设计的执行者,其专业水平和综合素质对建筑结构设计起着举足轻重的作用。但现在很多设计人员对设计工作不重视,也削弱了建筑结构的安全性。
        2.2结构布局不合理
        为了保障建筑设计的质量,设计人员在工作过程中需要对影响施工的因素进行科学的分析,优化整体建筑结构的设计,加强建筑整体的稳定性。但是,在实际的调查研究过程中发现,一些设计人员在图纸设计工作时,过度追求建筑的美观性,轻视了内部结构的重要性;更有一些设计人员一味追求建筑面积的扩大,缩减了承重墙的尺寸,这都导致了建筑的抗震等级不达标,影响了建筑结构的稳定与安全。
        2.3缩减建筑材料
        在建筑结构设计中,可以从两方面来看待缩减建筑材料问题。一方面,企业与设计人员没有正确处理先进技术与经济效益二者的关系,在建筑使用安全与结构性能质量缺乏保障的前提下,选择缩减施工材料用量,采购低价格建筑材料,增强了材料因素对工程施工质量造成的影响,削弱了建筑结构抗震性能与稳定性能。另一方面,设计人员对建筑结构设计缺乏正确认知,也对各类建材性能特质缺乏深入了解,所选择材料的种类、型号并不符合建筑设计标准,如使用冷轧变形钢筋材料,这类钢筋的韧性较差,将会削弱建筑结构抗震性能。


        3建筑结构设计中提高建筑的安全性有效措施
        3.1增强安全意识
        施工企业和设计人员需要不断增强安全意识。首先,施工企业要正确认识施工安全的重要意义。比如建筑安全存在明显问题,将直接影响企业形象和声誉。因此,我们必须高度重视设计工作。在设计工作中,我们可以选派专业素质过硬、工作经验丰富的人员来完成工程计算工作,使计算工作既能满足国家规定的要求,又能满足工程的实际情况,维护工程结构设计的科学性和合理性,为结构安全保驾护航。此外,设计人员还应理性看待建筑安全的积极作用,更加重视建筑结构设计,在实际施工中严格执行设计规范和标准,切实增强建筑结构的安全性和合理性。
        3.2科学计算主体承重柱分布
        承重柱直接影响建筑结构安全系数,根据详细建筑结构的实际数据,科学地计算出主体承重柱的尺寸,结合建筑物的质量分布情况,制定承重柱的具体分布数量。如:某高层或超高层写字楼,对其进行技术分析,建议用平板式筏形的基础架构,建筑标准层建议设计为普通的框架梁结合现浇的空心板结构体系,结合框架与核心筒,其结构简单,一般采用的是立面和平面相结合的规则,基础结构多是立面和平面相结合的规则。而基础多是天然的桩基。若发现建筑混凝土的折算厚度较大,会影响配筋量,且会加大自重,进而造成主楼板、筏板的基础承载力不足等后果。若梁截面较大或者是板较厚,则没有很好地落实经济效益,不利于墙柱弱梁功能的实现,结构自重也会受到影响,地震力受到加强,竖向构件安全性较低。相对来说,核心筒剪力墙内隔墙的受力偏小,则在设计上相应的厚度也会偏大。在整体结构设计上,侧重“以柔克刚”方式,但是需要保障各项指标满足要求。自重增加的原因有很多,科学计算主体的承重分布显得尤为重要。
        3.3加强建筑结构设计信息化建设
        在现代建筑工程中,传统结构设计模式的适用性较差,难以切实满足建筑结构设计需求,在设计阶段中时常出现各类问题。例如,以人工方式开展参数计算、数值统计等的工作,对设计人员专业素养提出较高要求,但受到人为因素的影响,会存在参数计算错误问题。因此,为推动建筑结构设计体系革新,持续提高设计水平及效率,企业应加强建筑结构设计信息化建设,运用以BIM技术为首的信息化技术弥补传统结构设计模式的缺陷不足。以BIM技术为例,在建筑建筑结构设计与安全性层面中,其主要应用方向与所起作用如下。(1)深化设计。运用BIM技术,对所编制建筑结构初步设计方案进行集成、修订与校核处理,生成综合平面图与综合管线图等图纸。随后,检查图纸是否存在专业碰撞问题,以及核查天花板净空等设计参数是否符合相关规范,标记并整改方案中存在的设计问题。(2)三维建模。将建筑结构设计方案与已知工程信息导入BIM数据库中,使用软件三维建模功能构建三维可视化信息模型,向设计人员直观呈现虚拟状态的建筑结构,便于发现设计问题与安全隐患,并与后续技术交底等施工活动保持紧密联系。(3)模拟试验。模拟不同工况条件下的建筑结构使用与使用情况。例如,模拟分析遭受不同等级地震灾害时的建筑物受损程度,以此评估建筑物抗震性能,根据破损部位对抗震结构设计方案进行优化调整。同时,也可基于BIM技术开展安全模拟试验,通过模拟结果,观察出现建筑火灾等安全事故时的人员逃生情况。(4)参数计算。凭借信息化技术高超的信息处理能力,辅助人工完成参数计算与数值统计工作,避免受到人为因素影响而出现计算错误问题。
        结语
        在我国经济社会快速发展的背景下,建筑业取得了史无前例的发展及进步,而在高层建筑物的数量持续增多的情况下,建筑项目自身的安全性逐渐引起较高的重视,以加强建筑结构的安全性为目标,首先要求设计人员提升对安全性设计的重视程度,建设单位需要在指导设计人员具备抗震设计思想的前提下,针对建筑框架结构设计进行优化,全面开展耐久性设计,合理创建完善的建筑结构设计方案,切实保证整个设计环节顺利开展,科学提升建筑结构的整体质量。
        参考文献
        [1]彭骄阳.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].江西建材,2020(11):15,18.
        [2]罗彬.实例探析BIM在建筑方案设计阶段的应用要点[J].建材与装饰,2020(31):115–116.
        [3]周晖.以异形柱框架为例浅谈房屋建筑结构设计优化技术应用[J].绿色环保建材,2019(5):72,75.
        
        
       
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