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【摘 要】 现代建筑产品的安全度能够保障,应当结合结构力学、统计学理论、概率论等学科加以应用分析的数据进行总结、归纳、筛选,并且要结合建筑产业化经济背景下的总体施工作业水准、国家各地区资源使用状况、地方经济水准、以及建筑施工阶段使用的建筑原材料等因素进行综合衡量才行。然而目前来说,建筑结构设计实务操作过程中,往往很少会考虑到宏观意义上的地方经济水准、以及资源耗费情况等,更多的却是依赖于建筑工程师、结构工程师、造价工程师等工程师的从业经验去选择建筑原材与确立结构选型等。因此,现代结构设计安全度问题与工程造价既定总目标之间的矛盾问题就体现在未能综合考虑各项因素,这是当前工程造价偏高的主要诱因。目前来说,我国各地方经济发展建设水准有高有低,同时施工技术水平、监理水准、建筑物资耗费情况等都有所差异。因此,与国际通行的建筑行业结构规范相比而言,我国混凝土结构的载荷值一直处于较低状态,即建筑施工主要原料载体的质量系数与国际统一标准相差较大。所以,我们还要综合各项因素去认真看待这项问题。
【关键词】 建筑;结构;设计;安全
一、我国结构设计安全度的现状
我国的建筑结构设计安全度已不适应当前国情的需要。自20世纪50年代以来,我国建筑结构的设计方法,经历了容许应力设计法、破损阶段设计法、极限状态设计法和概率极限状态设计法的重大变化。在结构设计标准中,安全度主要表现为安全系数(容许应力法、破损阶段法)、分项系数(极限状态法)和可靠指标(概率极限状态法)同时还与其他许多因素有关,如结构的构造规定、荷载标准值与材料强度标准值的取值、构件承载力计算公式及结构内力分析的精度等。从20世纪50年代到现在,我国建筑结构的设计标准不论在方法或具体内容上都有了很大的发展和提高,但在结构设计的安全度要求上,却一直没有大的变动,与国际通用设计标准相比始终处于低水平的安全度。需要多大的安全度才算安全?这并不是一个单纯的技术问题。从根本上说,结构设计安全度的高低,是国家经济和资源状况,社会财富以及设计施工技术水平与材料质量水准的综合反映。提高结构的安全度,必然会增加结构造价和耗费更多的材料,但能相应降低结构失效的风险,所以确定建筑结构设计的安全度,还应体现投资者或业主的利益,在结构造价与结构风险之间权衡得失,寻求较优的选择。
我国建筑结构安全度的现状是:设计规范取用的荷载值比国外低,材料强度的取值比国外高,所用结构承载力计算公式的安全裕度比国外低,甚至在个别情况下偏于不安全,对结构的构造规定又远比国外要求低。也就是说,在设计结构安全度的各个环节中,几乎没有一个环节比国外更偏于安全的。以建筑结构的抗震设计标准为例,我国绝大多数城镇处于地震区,随着社会财富的增长,地震造成的经济损失愈来愈大,已非过去所能比拟,因而不断提高建筑物的抗震能力是经济发展的必然要求。我国建筑结构抗震除了设防烈度较低以外,在具体抗震设计计算方法和构造规定上的保守程度也都不如国外。我们不少从事设计和研究的工程技术人员,又往往习惯于如何为建筑结构挖潜力以降低成本,而不习惯于如何为建筑结构提高质量,在本来已经较低的设防烈度下,还要从各自不同的角度千方百计深挖潜力,结果是安全储备越挖越低。
二、建筑结构安全度设计存在的问题
1、建筑结构抗震性较弱
近年来,我国一些地区发生了严重的地震灾害,导致房屋倒塌,伤亡严重。地震灾害的发生同时也在告诉我们我国建筑的抗震性能还十分的薄弱。建筑的抗震性,可以保证建筑的平稳、不倒塌,减少人员的伤亡和经济损失。所以建筑的抗震性设计显得尤为重要。虽然,我国的建筑抗震性还没有达到一定的标准,但是实施的《建筑抗震设计规范》,为我国建筑的抗震性设计建筑提供了重要的理论依据。
2、结构设计材料问题严重
建筑结构设计材料问题重要表现在建筑材料的偷工减料现象上。一些建筑单位在进行建筑結构设计的时候,为了节省建筑开支,提高企业的经济效益,过度节省施工材料,导致建筑工程质量没有得到很好的保障,同时也影响到建筑结构的安全性。建筑工程施工中有明确的规定,施工所用的钢材量比例要规范合理。建筑结构设计人员在进行设计的时候要充分考虑建筑适用的钢材量,控制高钢材的使用量。还有一些建筑单位虽然钢材量得到保证,但是为了节省财务开支,采用价格较低的钢材。这些钢材虽然具有很好的强度,但是它的脆性也同样很大,稳定性低,存在很大的安全隐患,威胁人们的生命财产安全。
3、结构设计缺乏合理性
首先由于建筑结构设计人员的整体素质不佳,导致建筑结构设计缺乏科学合理的依据。建筑结构不合理,对建筑的安全性造成很大的影响。一些建筑结构设计人员只注重建筑的美观度,而忽略了建筑的质量和安全性,造成不可估计的损失。再者,建筑企业管理人员没有对建筑结构设计图进行严格的审核,导致不合理结构设计的使用和实行,给公司造成巨大的经济损失。这些都是造成建筑结构设计不合理的原因,建筑结构设计人员必须重视。
三、提高建筑结构安全度设计的主要方面
基于建筑结构安全度设计的重要性,其在工程建设中起到主导性的地位,因而对结构设计的预应力设计,尤其是各承载力的科学设计,是提高建筑结构安全度的重要方面。
1、结构体系中各构件承载能力的安全度控制
现代建筑结构设计,往往需要基于各构件的植入。因而,对各构件承载力的安全控制非常关键。在其设计中,需要基于结构的负载量,尤其是结构的连接处,其承载力的构建,需要基于有效的构件体系。因此,基于有效强度的构件控制,是建筑结构预应力形成的关键。同时,结构构件体系的安全度,直接影响着整体结构的稳定性。
2、结构材料质量控制
现代建筑结构,多以钢筋混凝土结构为主。因而,其结构安全体系的构建,需要控制好材料关,尤其是材料质量,需要严格的控制。现代建筑多以高层为主,因而结构体系相对复杂,对其结构强度、延性都有着严格的要求,这些都是提高结构安全度的关键方面。
3、结构的负载调整
建筑结构的设计,在风荷载、风压系数上,都有着严格的规定,尤其是风荷载的有效调整,是规避自然灾害的有效措施。同时,对于主结构的负载控制,也是提高结构安全度的关键。尤其是主结构的预应力保护,是建筑稳定性的核心。因此,需要基于建筑结构的设计需求,合理地调整负载,以便于结构安全度的提高。
四、结束语
总之,建筑结构设计是个系统、全面的工作,需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。其中安全度的问题一定要引起重视,千里之行,始于足下,一个微小的差距也会造成大的影响。设计人员要从一个个基本的构件算起,做到知其所以然,处处反映出对于安全度的重视,深刻理解规范和规程的含义,并密切配合其它专业来进行设计,最终达到最好的效果,在工作中还应事无巨细,同时善于反思和总结工作中的经验和教训,把现代建筑结构设计的安全度问题很好的研究和解决。
参考文献:
[1]陈肇元.要大幅度提高建筑结构设计的安全度[J].建筑结构,2009,1.
[2]王仲庆,等.对提高建筑结构设计可靠度的看法[J].建筑结构,2002,8.
[3]佘毅.关于建筑结构设计安全性的再认识[J].技术与市场,2011,(06).
【关键词】 建筑;结构;设计;安全
一、我国结构设计安全度的现状
我国的建筑结构设计安全度已不适应当前国情的需要。自20世纪50年代以来,我国建筑结构的设计方法,经历了容许应力设计法、破损阶段设计法、极限状态设计法和概率极限状态设计法的重大变化。在结构设计标准中,安全度主要表现为安全系数(容许应力法、破损阶段法)、分项系数(极限状态法)和可靠指标(概率极限状态法)同时还与其他许多因素有关,如结构的构造规定、荷载标准值与材料强度标准值的取值、构件承载力计算公式及结构内力分析的精度等。从20世纪50年代到现在,我国建筑结构的设计标准不论在方法或具体内容上都有了很大的发展和提高,但在结构设计的安全度要求上,却一直没有大的变动,与国际通用设计标准相比始终处于低水平的安全度。需要多大的安全度才算安全?这并不是一个单纯的技术问题。从根本上说,结构设计安全度的高低,是国家经济和资源状况,社会财富以及设计施工技术水平与材料质量水准的综合反映。提高结构的安全度,必然会增加结构造价和耗费更多的材料,但能相应降低结构失效的风险,所以确定建筑结构设计的安全度,还应体现投资者或业主的利益,在结构造价与结构风险之间权衡得失,寻求较优的选择。
我国建筑结构安全度的现状是:设计规范取用的荷载值比国外低,材料强度的取值比国外高,所用结构承载力计算公式的安全裕度比国外低,甚至在个别情况下偏于不安全,对结构的构造规定又远比国外要求低。也就是说,在设计结构安全度的各个环节中,几乎没有一个环节比国外更偏于安全的。以建筑结构的抗震设计标准为例,我国绝大多数城镇处于地震区,随着社会财富的增长,地震造成的经济损失愈来愈大,已非过去所能比拟,因而不断提高建筑物的抗震能力是经济发展的必然要求。我国建筑结构抗震除了设防烈度较低以外,在具体抗震设计计算方法和构造规定上的保守程度也都不如国外。我们不少从事设计和研究的工程技术人员,又往往习惯于如何为建筑结构挖潜力以降低成本,而不习惯于如何为建筑结构提高质量,在本来已经较低的设防烈度下,还要从各自不同的角度千方百计深挖潜力,结果是安全储备越挖越低。
二、建筑结构安全度设计存在的问题
1、建筑结构抗震性较弱
近年来,我国一些地区发生了严重的地震灾害,导致房屋倒塌,伤亡严重。地震灾害的发生同时也在告诉我们我国建筑的抗震性能还十分的薄弱。建筑的抗震性,可以保证建筑的平稳、不倒塌,减少人员的伤亡和经济损失。所以建筑的抗震性设计显得尤为重要。虽然,我国的建筑抗震性还没有达到一定的标准,但是实施的《建筑抗震设计规范》,为我国建筑的抗震性设计建筑提供了重要的理论依据。
2、结构设计材料问题严重
建筑结构设计材料问题重要表现在建筑材料的偷工减料现象上。一些建筑单位在进行建筑結构设计的时候,为了节省建筑开支,提高企业的经济效益,过度节省施工材料,导致建筑工程质量没有得到很好的保障,同时也影响到建筑结构的安全性。建筑工程施工中有明确的规定,施工所用的钢材量比例要规范合理。建筑结构设计人员在进行设计的时候要充分考虑建筑适用的钢材量,控制高钢材的使用量。还有一些建筑单位虽然钢材量得到保证,但是为了节省财务开支,采用价格较低的钢材。这些钢材虽然具有很好的强度,但是它的脆性也同样很大,稳定性低,存在很大的安全隐患,威胁人们的生命财产安全。
3、结构设计缺乏合理性
首先由于建筑结构设计人员的整体素质不佳,导致建筑结构设计缺乏科学合理的依据。建筑结构不合理,对建筑的安全性造成很大的影响。一些建筑结构设计人员只注重建筑的美观度,而忽略了建筑的质量和安全性,造成不可估计的损失。再者,建筑企业管理人员没有对建筑结构设计图进行严格的审核,导致不合理结构设计的使用和实行,给公司造成巨大的经济损失。这些都是造成建筑结构设计不合理的原因,建筑结构设计人员必须重视。
三、提高建筑结构安全度设计的主要方面
基于建筑结构安全度设计的重要性,其在工程建设中起到主导性的地位,因而对结构设计的预应力设计,尤其是各承载力的科学设计,是提高建筑结构安全度的重要方面。
1、结构体系中各构件承载能力的安全度控制
现代建筑结构设计,往往需要基于各构件的植入。因而,对各构件承载力的安全控制非常关键。在其设计中,需要基于结构的负载量,尤其是结构的连接处,其承载力的构建,需要基于有效的构件体系。因此,基于有效强度的构件控制,是建筑结构预应力形成的关键。同时,结构构件体系的安全度,直接影响着整体结构的稳定性。
2、结构材料质量控制
现代建筑结构,多以钢筋混凝土结构为主。因而,其结构安全体系的构建,需要控制好材料关,尤其是材料质量,需要严格的控制。现代建筑多以高层为主,因而结构体系相对复杂,对其结构强度、延性都有着严格的要求,这些都是提高结构安全度的关键方面。
3、结构的负载调整
建筑结构的设计,在风荷载、风压系数上,都有着严格的规定,尤其是风荷载的有效调整,是规避自然灾害的有效措施。同时,对于主结构的负载控制,也是提高结构安全度的关键。尤其是主结构的预应力保护,是建筑稳定性的核心。因此,需要基于建筑结构的设计需求,合理地调整负载,以便于结构安全度的提高。
四、结束语
总之,建筑结构设计是个系统、全面的工作,需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。其中安全度的问题一定要引起重视,千里之行,始于足下,一个微小的差距也会造成大的影响。设计人员要从一个个基本的构件算起,做到知其所以然,处处反映出对于安全度的重视,深刻理解规范和规程的含义,并密切配合其它专业来进行设计,最终达到最好的效果,在工作中还应事无巨细,同时善于反思和总结工作中的经验和教训,把现代建筑结构设计的安全度问题很好的研究和解决。
参考文献:
[1]陈肇元.要大幅度提高建筑结构设计的安全度[J].建筑结构,2009,1.
[2]王仲庆,等.对提高建筑结构设计可靠度的看法[J].建筑结构,2002,8.
[3]佘毅.关于建筑结构设计安全性的再认识[J].技术与市场,2011,(06).