在建筑结构设计中如何提高建筑的安全性

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  摘要:随着经济的快速发展,建筑行业在迅猛发展的同时其水平也得到了明显令世人瞩目的成绩。但不可否认的是,随着建筑的规模日益扩大,其复杂程度也不断增高,而同时也对建筑物的安全要求更高。因此我们必须提高构设计人员对常见结构设计问题的辨别能力,提高对结构设计质量问题的处理能力,严格遵循规范要求,主动考虑建筑结构的耐久性,使建筑结构设计达到更安全、合理的效果。
  关键词:结构设计;安全性;施工;
  中图分类号:TU318
  引言:随着社会经济的快速发展,我国城市建设步伐逐渐加快,建筑密度也越来越高,随之给建筑施工单位带来任务繁重,工期缩短、结构设计复杂等问题。在实际建筑结构设计工作中,常常发生建筑结构设计的概念和方法差错,构成一定的安全隐患。体现在结构设计中,不仅是工作强度加大,对建筑结构设计的安全性也越来越依赖。因此在这种形势下,探讨结构设计人员对设计安全要求及规范的理解,提高建筑的安全性,就显得尤为重要。
  一、建筑物结构的安全性的概念
  建筑物结构的安全性主要是指由设计师设计,并且通过合理的施工,在特定的条件下可以防止倒塌或被破坏的能力,在结构工程中这也是最重要的指标。决定建筑物结构工程的安全性的主要条件是设计师的设计水平以及工程施工时的水平。并且,还与正确使用(检测和维护)结构有关,以上这些又关系到土建工程法规的遵守以及技术标准(规程、规范及条例等)能否合理运用和设置。在建筑项目的工程设计中,必须同时考虑到结构的安全性以及经济的可行性。通常建筑结构的设计必须满足几个功能的要求。
  1、安全性能。安全性能主要是指在正常施工及使用的情况下,建筑结构能够承受住各种破坏力出现的作用,并且在突发的事件中,依然能保持其整体的稳定性。安全性能作为建筑工程中的灵魂,是建设一切建筑的首要条件。
  2、经济适用性。经济适用性主要是指在满足安全的条件后,还需要对建筑结构的工程可行性进行考虑。主要包含经济效益与适用性两方面。在通常的情况下,建筑物需要具备优越的工作性能,可以满足社会及人民一定的使用效益。
  3、耐久性。耐久性主要是指建筑物可以使用的时间年限。适用、性安全性以及耐久性统称作建筑结构的可靠性,是评价建筑结构是否可靠的标准。在规定条件下以及在规定时间内,建筑结构能够完成预定的功能概率,称其为结构的可靠度,或是安全度。
  二、提高建筑结构设计安全意义
  我国正全面推行住房体制改革,人们对生命财产安全的要求越来越高,住宅的安全性首当其冲。由于目前建筑造价中结构造价以及材料价格所占的比例不大,因此。如能适当提高安全储备实际上并不会引起建筑造价的很大波动,却可以显著减少质量问题。住房保障逐渐被越来越多的人重视。对低安全度的房产,业主将不得不付出更高的保险金,从经济上并不合算。
  从可持续发展的角度,通过选择优质建材并采取必要的构造措施(如加厚保护层和增加配筋),适当提高结构的安全储备是完全必要的。为提高耐久性所需的投入并不太多,但对延长结构使用寿命,减少维咎加周工作量可起明显作用,因而是完全值得的。因此。适当提高安全性水平不仅有利于促进建筑业发展,也有利于建筑的消费者(住户或业主)。
  三、建筑结构设计中存在的安全问题分析
  (一)缺乏对建筑物正常使用和维护的观念
  近年来,市场经济导致建筑物的使用者经常发生变化。改变用途而引起超载。对原有结构体系任意加以改造。排除腐败等非技术因素不说,施工工艺及管理比较混乱,庞大的以民工为主体的施工队伍技术素质太低,质量控制及检验制度不完善等。使建筑结构达不到其应有的质量水平。特别是老旧建筑物超期服役,不能经常对建筑结构进行检查维修等现象普遍存在。我国在这方面的立法和标准规范还很不健全,由此而引起的安全隐患和工程事故有上升的趋势。留下的隐患将影响结构的安全性,甚至在施工阶段就酿成安全事故。
  (二)建筑结构设计中缺乏科学性和合理性
  由于建筑结构设计者的知识和经验不足,导致其设计的建筑结构不合理,存在安全隐患或其他问题。有些设计者安全意识薄弱,只顾建筑设计的美观而不顾建筑质量,或者明知道公司要求的设计形式行不通,为了保住自己的利益而不提出异议。这种人员虽然只是建筑结构设计行业中的极少数,但是他们只考虑自身利益,不为顾客考虑,不会换位思考,把不合理的设计或只顾美观不顾质量的设计应用到施工中,最终导致悲剧上演。
  (三)缺乏对结构设计中的浪费现象的重视
  在当前建筑结构设计存在的问题中,有一个方面小容忽视,就是设计中的浪费现象。我们有不少钢筋混凝土高层建筑的用钢量已超过国外同等高度钢结构的用钢量,其不合理性已经普遍存在。现在这种关于建筑结构设计安全度的讨论是正常的,但笔者担心会不会引起误导,使一些设计人员误以为按照规范进行设计会造成不安全,以致盲目加大构件截面,增加用钢量,造成不必要的浪费。这种可能性是不能不防的。
  四、增加建筑抗震结构设计以提高其安全性
  1、提高设计人员对建筑结构的抗震性能的重视程度。
  由于结构设计是全面、系统的工作,因此,设计人员的思维需要灵活创新,其理论知识需要扎实,其工作态度需要严肃认真。设计人员对任何构件的设计都要重视,而且还要知其所以然。结构的设计人员要摒弃自己陈旧落后的思想,对待抗震的重要性要有一个正确的态度,运用自己的才智提高结构设计的安全性的水平,并克服其中各种困难。既是对自己的工作负责,更是为人民的生命和财产的安全负责。
  2、建筑位置的选择。
  地质原因是震害的根本原因,而且是进行建筑时没办法弥补的。所以,在决定建筑地址的时候应该对地质进行详细勘探,不能在易震地质进行建筑,如果无法避免在易震地质上建筑,也要挑选利于防震的地质,尽量增高安全性。对于防震不利的地区,建筑的结构工程师在设计时就要避开为主。一旦因为某些原因必须要在这样的地区上建筑时,就应该综合考虑在地震时地质原因对于结构性的破坏。例如地质不均匀,土质松软、液化,滑坡以及地质地表的形貌易发生变化。所以面对这样的地质条件时,应该采取适当的措施。在不同性质的地质地基上,需根据其差别性分别建立性质不同的结构单元,也不应该采用部分人工地基,部分自然地基的方法,同时注意建筑物的整体性与建筑物的刚性。
  3、结构设计的方案。
  经过实验或实践证明,如果建筑结构更加规则、简化以及对称,其抗震能力会更强,对于地震的冲击承受力也较强;同理,如果建筑呈现复杂的组合几何形状或是在水平方向上差距较大,对于地震的冲击承受力就较差。对于一些预测性实验,比如利用计算机计算建筑在地震时的反应,规则几何形状的建筑的预测更加准确,而且对于地震的传递比较直接,方便采取措施进行预防和处理。所以作为一条抗震设计原理,在建筑设计时,一般都采用规则、简单并且对称的结构设计。在平面设计时,应避免水平高低梯度太大的问题。
  4、结构设计的体系。
  结构体系本身需要具有较强的刚度、受力分布均匀和适当的延展性。结构构件需要具有达到安全性的承力能力以及刚度。由于构件的承力能力较强,其刚度一般也较大,能够在地震等级很大的时候有效推迟构件的变形并且减轻构件的变形程度。需要注意的是,这样的构件也加大了建筑工程的成本。所以在保证安全性的前提下,还要控制成本。而且,构件本身的质量以及支撑位置也是影响抗震结构的要求。
  结束语: 建筑结构设计是一项系统、繁杂的工作。建筑结构的设计安全直接影响着建筑物的安全。同时,建筑结构设计问题随着建筑市场的飞速发展与人们对建筑物功能的要求不断改变,又随着科技的进步而得以实现和解决。
  参考文献:
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