摘要：結(jié)構(gòu)是整個(gè)建筑主體的重要基礎(chǔ)，對(duì)建筑物的使用安全性和使用期限至關(guān)重要。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)始終堅(jiān)持安全優(yōu)先原則，結(jié)合建筑功能性質(zhì)和要求，設(shè)計(jì)出完善合理的結(jié)構(gòu)方案，滿足基本的安全要求。文章通過分析當(dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的安全問題，對(duì)其相應(yīng)的安全設(shè)計(jì)措施進(jìn)行闡述。
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑安全性；安全措施
建筑行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大之下，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)日漸復(fù)雜，再加上城市土地資源有限，使得建筑整體都向著高層與超高層發(fā)展，所以就給建筑的承受力提出了更加嚴(yán)格的要求。如果其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，內(nèi)部應(yīng)力計(jì)算不精準(zhǔn)，就極易導(dǎo)致建筑內(nèi)部產(chǎn)生裂縫，甚至還會(huì)引起塌陷等問題，造成嚴(yán)重的安全事故。
1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
（1）剛?cè)岵?jì)。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)而言，如果強(qiáng)度過高，則會(huì)給其正常的變形能力帶來影響，這樣在產(chǎn)生巨大破壞力的過程中就會(huì)導(dǎo)致建筑被損壞。但如果強(qiáng)度過低，則無法有效保證整體的穩(wěn)定性，變形過大，使建筑傾覆倒塌。所以在設(shè)計(jì)時(shí)一定要遵循基本的剛?cè)岵?jì)原則。（2）多道防線。要設(shè)計(jì)出安全系數(shù)高的結(jié)構(gòu)體系就必須通過多道防線實(shí)現(xiàn)，以確保在出現(xiàn)不可避免的災(zāi)害時(shí)，如地震、火災(zāi)等，也可以通過其進(jìn)行層層防護(hù)。但絕不能將安全性完全放在某一單個(gè)構(gòu)建性能上，比如在建筑當(dāng)中多支墻要比單片墻的抗壓能力強(qiáng)很多。（3）主次分明。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，整個(gè)結(jié)構(gòu)體系完全是由各種不同的構(gòu)件組合在一起協(xié)同工作的，這些構(gòu)件性能組合成整個(gè)建筑物的性能。但每個(gè)構(gòu)件在結(jié)構(gòu)體系中的作用都是不同的，因此這就需要遵循主次分明的原則，比如常見的強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件等。強(qiáng)剪弱彎是指梁、柱和剪力墻底部的斜截面所承受的力要大于實(shí)際的承受力。由于彎曲破壞屬于延性破壞，所以會(huì)提前有所征兆，如裂縫等；剪切破壞則是脆性破壞，沒有征兆。因此這就需要確保構(gòu)件在產(chǎn)生彎曲之前不受到剪切破壞。強(qiáng)柱弱梁是指柱端的承載力超過了梁端的實(shí)際承載力。如果受到外力影響，梁先屈服會(huì)使整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定內(nèi)力重分布，由此強(qiáng)化結(jié)構(gòu)耗能能力和極限層間位移，整體抗震性強(qiáng)[1]。如果柱先屈服，則會(huì)使結(jié)構(gòu)成為幾何可變體系，進(jìn)而發(fā)生倒塌的問題。
2存在的安全問題
2.1抗震性能較弱�，F(xiàn)階段我國部分建筑其抗震性能達(dá)不到相關(guān)要求，建筑抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范中明確表示，要確保小震（概率超過63%）不壞，中震（概率超過10%）可修，大震（概率超過2%）不倒。然而在當(dāng)前的情況中，有些企業(yè)只單純把對(duì)抗震性的調(diào)研和分析作為一種任務(wù)去落實(shí)，當(dāng)其抗震級(jí)別滿足相應(yīng)的行業(yè)指標(biāo)之后就不會(huì)再繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行研究，并未將抗震性能的完善和設(shè)計(jì)當(dāng)作設(shè)計(jì)安全性的主要保證[2-3]。此外，我國不同地區(qū)和不同性質(zhì)的建筑對(duì)于抗震級(jí)別的要求也存在一定差異，但部分設(shè)計(jì)者有時(shí)會(huì)忽略這一點(diǎn)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)出來的抗震級(jí)別和實(shí)際要求之間存在一定出入。2.2材料把控不科學(xué)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，鋼材品質(zhì)對(duì)于結(jié)構(gòu)安全性有著直接影響，但實(shí)際上這方面還存在一些問題，例如鋼材品質(zhì)、偷工減料等問題。（1）有些企業(yè)為了達(dá)到節(jié)省建設(shè)成本的目的，減少鋼材的應(yīng)用，進(jìn)而使其結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)功能都無法滿足規(guī)定的具體要求，從而使結(jié)構(gòu)安全性受到影響。（2）各類建筑的配筋問題。我國相關(guān)規(guī)范中對(duì)各種建筑的配筋問題進(jìn)行了規(guī)定，但有些設(shè)計(jì)者在工作過程中并未根據(jù)相應(yīng)的抗震等級(jí)以及建筑用途等情況設(shè)計(jì)配筋率，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了一些潛在隱患[5-6]，進(jìn)而影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性。2.3人為因素影響。影響結(jié)構(gòu)安全性的重要主觀因素就是人為因素，在設(shè)計(jì)中易受到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者思想理念和工作經(jīng)驗(yàn)等方面的限制。實(shí)際開展工作時(shí)，某些經(jīng)驗(yàn)較為豐富的設(shè)計(jì)者通常都會(huì)將自己的主觀想法加入設(shè)計(jì)中，沒有深入考查現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)而導(dǎo)致最終的設(shè)計(jì)方案和實(shí)際情況之間相互脫節(jié)，導(dǎo)致實(shí)際落實(shí)中必須不斷更改，這不但威脅到了結(jié)構(gòu)本身的安全性，還延長了施工期限，增加了成本投入。此外，有些設(shè)計(jì)者由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)中過于偏重理論內(nèi)容，導(dǎo)致最終設(shè)計(jì)方案和實(shí)際施工存在偏差，結(jié)構(gòu)安全性受到了一定影響。還有些人員盲目追求外表的美觀性，未能重視安全性，埋下了一定安全隱患。2.4過于強(qiáng)調(diào)功能性。當(dāng)前很多設(shè)計(jì)人員在工作過程中往往會(huì)參照整個(gè)城市規(guī)劃對(duì)建筑的功能進(jìn)行初步定位。雖然這種設(shè)計(jì)方式和城市的規(guī)劃綱要求相符，也能夠滿足其區(qū)域內(nèi)的功能需求，但建筑自身的功能越強(qiáng)則會(huì)使公共消防和逃生通道被擠壓，由此造成隱患。同時(shí)，我國當(dāng)前對(duì)于住房需求量較大，因此各大城市都開始修建高層與超高層建筑，雖然在一定程度上可以幫助居民解決住房難的問題，但這類建筑一旦產(chǎn)生安全問題，居民逃生基本無法實(shí)現(xiàn)。雖然在設(shè)計(jì)當(dāng)中也給出了相關(guān)的安全措施，但由于部分居住者自身的管理能力較弱，所以這些安全措施是否可以順利實(shí)現(xiàn)也是一項(xiàng)重大難題。
3提升安全性的具體措施
3.1落實(shí)概念準(zhǔn)備工作。概念準(zhǔn)備就是將設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)以及建筑的安全隱患作為基本依據(jù)，明確本次設(shè)計(jì)的基本理念和原則，同時(shí)深入了解和感知設(shè)計(jì)的安全性。在相應(yīng)的條件和設(shè)計(jì)要求下，應(yīng)通過結(jié)構(gòu)整合系統(tǒng)和系統(tǒng)力學(xué)特征的分析對(duì)其設(shè)計(jì)總系統(tǒng)和分系統(tǒng)進(jìn)行研究和構(gòu)思，始終站在保證安全性的角度上對(duì)設(shè)計(jì)方案和細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化[4]。對(duì)于已經(jīng)總結(jié)好的設(shè)計(jì)方案，還可以通過建筑的基本性能要求選擇出最適合的設(shè)計(jì)方案，如豎向結(jié)構(gòu)方案、水平分系統(tǒng)方案、核算模型等，同時(shí)把設(shè)計(jì)方案當(dāng)成一個(gè)系統(tǒng)整體，以此給方案的優(yōu)化和安全性的強(qiáng)化夯實(shí)概念基礎(chǔ)，確保工程能夠順利開展。3.2優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。在對(duì)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行完善和修改的時(shí)候通常應(yīng)從這幾個(gè)方面著手：首先，變量選取。在開展工作的過程中應(yīng)重點(diǎn)考慮相關(guān)參數(shù)，以此為后續(xù)設(shè)計(jì)和編程等工作的推進(jìn)奠定基礎(chǔ)，并確保及時(shí)找到與實(shí)際需求相符合的資源及數(shù)據(jù)。其次，函數(shù)確定。設(shè)計(jì)過程中選擇的函數(shù)必須要將建筑結(jié)構(gòu)本身的尺寸和配筋率等全部結(jié)合，由此實(shí)現(xiàn)成本投入最小化。最后，立足于當(dāng)前建筑的基本施工條件，根據(jù)相應(yīng)的作業(yè)方案，深入分析其中存在的各項(xiàng)問題，有效衡量作業(yè)條件。如果要最大程度提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，還要重點(diǎn)考慮其基本的受力程度、穩(wěn)定程度、裂縫限度等。不同建筑對(duì)于使用年限有一定要求，為了使其應(yīng)用年限有所延長，在設(shè)計(jì)時(shí)還要全方位優(yōu)化各階段的設(shè)計(jì)方案，嚴(yán)格把控各個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)根據(jù)具體情況修改和完善其設(shè)計(jì)方案，最終有效延長工程的使用期限。3.3優(yōu)化抗震設(shè)計(jì)。良好的抗震設(shè)計(jì)在保證建筑安全方面有著關(guān)鍵作用，因此相關(guān)人員就必須完全掌握相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)原理，同時(shí)依照具體的設(shè)計(jì)原則開展工作。例如，在對(duì)施工場(chǎng)地選擇過程中，設(shè)計(jì)者要勘察建設(shè)場(chǎng)地的環(huán)境和地質(zhì)情況，避免把建筑設(shè)計(jì)在對(duì)抗震性不利的地方。為了保證良好的抗震效果，建筑的布局還必須保持基本的合理性，同時(shí)做出相應(yīng)的計(jì)算簡圖，明確地震作用的傳遞線路，標(biāo)明抗震設(shè)防能力和抗震承載力等[6-7]。一般比較簡單的或者對(duì)稱性的建筑其抗震效果往往較為優(yōu)異。3.4遵循國家的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。我國相關(guān)工程管理規(guī)范中明確表示了結(jié)構(gòu)需要承受的荷載標(biāo)準(zhǔn)值，同時(shí)規(guī)定了材料強(qiáng)度系數(shù)和荷載分項(xiàng)系數(shù)是保證建筑構(gòu)件安全的關(guān)鍵因素。在這之中材料的強(qiáng)度系數(shù)就是縮小構(gòu)件材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值，設(shè)計(jì)人員必須要通過材料的強(qiáng)度系數(shù)對(duì)構(gòu)件要承受的荷載力進(jìn)行計(jì)算。荷載分項(xiàng)系數(shù)就是放大荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，它能夠計(jì)算出荷載在構(gòu)件之中產(chǎn)生的作用。在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)荷載之下，這兩個(gè)都展現(xiàn)出了對(duì)構(gòu)件安全度的作用，因此在設(shè)計(jì)的過程中必須要嚴(yán)格根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，由此降低安全隱患的產(chǎn)生的概率[8]。3.5提升設(shè)計(jì)方案合理性。設(shè)計(jì)方案的合理性會(huì)直接影響到建筑安全，因此設(shè)計(jì)者在選擇材料、構(gòu)件銜接方式和橫截面積等內(nèi)容時(shí)必須重點(diǎn)考慮其具體的安全性。由于該項(xiàng)設(shè)計(jì)工作本身是一種極具創(chuàng)造性的過程，同時(shí)是一個(gè)從零到完整的過程，因此還要著重考慮整個(gè)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)系統(tǒng)、豎向系統(tǒng)及分系統(tǒng)是否存在安全隱患，比如設(shè)計(jì)當(dāng)中是否有多余的內(nèi)容、整體傳力的形式是否完全清楚、整個(gè)過程是否遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以及某些工程問題是否會(huì)使整個(gè)工程被破壞甚至坍塌等[9]。為了從根本上提升結(jié)構(gòu)安全性，必須要先提升合理性，并全方位把握設(shè)計(jì)方案和結(jié)構(gòu)，通過行業(yè)規(guī)定及計(jì)算模型，將其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的參數(shù)確定出來，同時(shí)在確定方案前還要實(shí)現(xiàn)全方位的分析與思考。
4結(jié)語
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)極具系統(tǒng)性的重要工作，為了保證基本的安全性，設(shè)計(jì)者必須具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，根據(jù)建設(shè)場(chǎng)地的實(shí)際情況和國家的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。具體實(shí)踐時(shí)先做好前期規(guī)劃，之后再進(jìn)行建筑模型優(yōu)化，有效落實(shí)安全工作，從而最大程度提升建筑的安全性，給廣大住戶提供優(yōu)質(zhì)的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)整個(gè)領(lǐng)域的健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]朱志勇.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的有效策略優(yōu)化分析[J].工程技術(shù)研究，2019（11）：155-156.
[2]李強(qiáng).工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的安全性淺析[J].中外企業(yè)家，2019，631（5）：102.
[3]王玉蘭.建筑結(jié)構(gòu)工程中的耐久性與安全性設(shè)計(jì)策略探究[J].電子樂園，2019（12）：77.
[4]邱中勝，肖開春.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性分析及對(duì)策分析[J].中國房地產(chǎn)業(yè)，2019（3）：92.
[5]陳紀(jì)勝.提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的有效策略分析[J].建筑建材裝飾，2019，（9）：198，200.
[6]王玲.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如何提高建筑安全性的分析[J].名城繪，2019（9）：316.
[7]楊昆來.試析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如何提高建筑的安全性[J].四川水泥，2019（3）：65.
[8]朱慧鵬.關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如何提高建筑安全性的思考[J].山西建筑，2018，44（35）：42-43.
[9]白振紅.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高建筑安全性的探討[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（27）：121-122.
