淺析如何在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高建筑的安全性

淺析如何在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高建筑的安全性

Summary：我國(guó)建筑行業(yè)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升迎來(lái)了極大的發(fā)展空間，建筑工程的規(guī)模在逐漸擴(kuò)大，數(shù)量在逐年增多，但是與此同時(shí)，對(duì)建筑工程的施工質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也提出了更高的要求。這就需要建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員意識(shí)到自身存在的重要性，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)不斷提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性。本次研究就詳細(xì)的分析了怎么樣才能在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高建筑的安全性？Keys：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑；安全性在建筑工程建設(shè)過(guò)程中，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)發(fā)揮著極其重要的作用，設(shè)計(jì)方案直接關(guān)系著建筑結(jié)構(gòu)的安全性，同時(shí)也影響著整個(gè)建筑工程的建設(shè)質(zhì)量。所以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過(guò)程中一方面要考慮到工程整體的安全性問題，還要避免施工過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的一切安全隱患。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的逐步加快，建筑行業(yè)的發(fā)展對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求，要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要及時(shí)意識(shí)到建筑行業(yè)的復(fù)雜性、建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性、使用的舒適性以及整體的安全性等多個(gè)方面的需求，不斷優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為建筑結(jié)構(gòu)的安全性做好保障，促進(jìn)建筑施工質(zhì)量的提升。1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遵循的原則首先是安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保原則。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中安全問題是重中之重，設(shè)計(jì)人員不但要保證設(shè)計(jì)方案的安全性，還要考慮到施工過(guò)程中的安全性，不斷增強(qiáng)施工人員的安全意識(shí)，使其能夠在具體的施工過(guò)程中做好安全防護(hù)。在此基礎(chǔ)上才能對(duì)建筑的外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，要保證實(shí)用性，讓建筑看起來(lái)不但要安全、美觀，并且還要兼顧。設(shè)計(jì)人員還要遵循經(jīng)濟(jì)性原則，結(jié)合成本，在保證建筑安全、實(shí)用的基礎(chǔ)上，兼顧建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量以及整體效益。當(dāng)然還要遵循環(huán)保原則，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，減少建筑在施工過(guò)程中可能存在的廢料以及污染等問題，盡可能多的利用一些可再生能源，應(yīng)用新型環(huán)保材料。其次是設(shè)計(jì)彈性原則。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員還要遵循彈性原則，在保證設(shè)計(jì)方案安全的同時(shí)還要兼顧到建筑結(jié)構(gòu)的空間以及柔韌性，比如要考慮到建筑結(jié)構(gòu)的剛度和硬度，在能夠抵御外部風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)還要提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形甚至坍塌等風(fēng)險(xiǎn)，為建筑結(jié)構(gòu)的安全做好保障；最后是設(shè)計(jì)的整體性原則。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要將整個(gè)建筑工程看作是一個(gè)設(shè)計(jì)整體，要遵循整體性的原則，考慮到多個(gè)方面的因素，不能只追求片面事跡或者效益，要在保證建筑具體性能的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新。在此過(guò)程中要充分的考慮到建筑構(gòu)件的受力情況、建筑結(jié)構(gòu)的負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性以及建筑的整體質(zhì)量等多個(gè)方面的因素，不但要保證常規(guī)狀態(tài)下建筑結(jié)構(gòu)的安全性，還要保證突發(fā)狀態(tài)下建筑結(jié)構(gòu)的安全性；2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高建筑安全性的具體策略2.1對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體進(jìn)行優(yōu)化在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要想提高建筑安全性，設(shè)計(jì)人員首先要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體性進(jìn)行優(yōu)化，當(dāng)然要先考慮到建筑結(jié)構(gòu)的安全性。首先在地基方面，地基設(shè)計(jì)也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)，也是重點(diǎn)內(nèi)容。建筑工程地基結(jié)構(gòu)直接影響著整個(gè)工程的造價(jià)情況以及施工進(jìn)度，同時(shí)也直接影響著建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。如果工程地基安全性欠佳，很可能會(huì)造成無(wú)法估量的后果。所以在建筑物荷載作用下，設(shè)計(jì)人員一定建筑地基結(jié)構(gòu)其承載力在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，根據(jù)具體的建筑荷載大小，建筑工程下區(qū)域水文地質(zhì)情況、建筑結(jié)構(gòu)的空間分布情況以及以往發(fā)生的自然災(zāi)害等情況對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，從整體上提高從整體上提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。建筑上部結(jié)構(gòu)也是比較關(guān)鍵的一部分內(nèi)容，建筑設(shè)計(jì)人員所具備的設(shè)計(jì)理念直接起著決定性的先導(dǎo)作用，要對(duì)多個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，落實(shí)完整的和全盤的概念設(shè)計(jì)，從而為建筑后期的造價(jià)以及建設(shè)工作打好基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)人員還要根據(jù)具體情況因地制宜的把控好每一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，控制好建筑結(jié)構(gòu)本身的強(qiáng)度與承載性能，保證建筑的安全性。2.2對(duì)建筑框架結(jié)構(gòu)與剪力墻進(jìn)行優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員還要對(duì)建筑框架結(jié)構(gòu)與剪力墻進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，框架也就是其骨骼，框架結(jié)構(gòu)的建筑近幾年來(lái)越來(lái)越常見，尤其是鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，所以就要求設(shè)計(jì)人員綜合性的考慮到多個(gè)方面的因素，具體分析框架與剪力墻之間的承載力、剛度、變形量等問題，保證能夠彼此匹配，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的最優(yōu)化。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要將框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段各項(xiàng)工作重視起來(lái)，對(duì)每一個(gè)方面都要嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行準(zhǔn)確、高效的計(jì)算和分析。在此基礎(chǔ)上與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求進(jìn)行結(jié)合，對(duì)剪力墻的質(zhì)量與數(shù)量進(jìn)行合理的優(yōu)化。一般情況下在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員在完善框架和剪力墻體系方面，要通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證剪力墻重心的穩(wěn)定性，合理的控制剪力墻的數(shù)量，可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)?shù)臏p少剪力墻，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑整體結(jié)構(gòu)抗震性的優(yōu)化，當(dāng)突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，還能提高建筑結(jié)構(gòu)抵抗地質(zhì)災(zāi)害的能力。相比較框架結(jié)構(gòu)而言，短肢剪力墻不論是在內(nèi)力分配，還是在剛度和荷載分配方面呈現(xiàn)出了更加明顯的優(yōu)勢(shì)，短肢剪力墻的剛度和荷載以及內(nèi)力分配方面都更加均勻，當(dāng)受到外界因素的影響而出現(xiàn)變形時(shí)，其豎向位移差比較小。短肢剪力墻的應(yīng)用有效的減輕了建筑結(jié)構(gòu)的自重，所以在一些現(xiàn)代化住宅建設(shè)中應(yīng)用的比較多。但是其也有著明顯的優(yōu)勢(shì)，比如抗震性能比較差，所以在一些地震災(zāi)害高發(fā)區(qū)則不適合使用。高層建筑物框架體系中的軸壓應(yīng)力值會(huì)超出框架編制的主要應(yīng)力值，所以會(huì)造成建筑不同高度樓層時(shí)軸向壓力不同，增加了框架體系中內(nèi)部梁沉陷的發(fā)生率，還會(huì)降低連續(xù)梁中間支座部位的彎矩值。所以設(shè)計(jì)人員要通過(guò)優(yōu)化高層建筑剪力墻體系，在設(shè)計(jì)工作中將軸向變形問題重視起來(lái)，這對(duì)提高建筑本身的安全性有著重要的作用。2.3對(duì)建筑配筋方式進(jìn)行優(yōu)化在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員還要對(duì)配筋方式進(jìn)行優(yōu)化，因?yàn)楹侠淼呐浣罘绞讲坏軌蛱岣呓ㄖY(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還能提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。一般情況下，建筑結(jié)構(gòu)科學(xué)的配筋方式為外部配置橫向水平鋼筋，內(nèi)部配置縱向鋼筋。但是如果建筑墻體本身側(cè)面壓強(qiáng)較高，上方荷載增加，導(dǎo)致其土體側(cè)面壓強(qiáng)增加，為了能夠進(jìn)一步增強(qiáng)建筑墻體抗側(cè)壓能力，設(shè)計(jì)人員就要科學(xué)合理的配筋，比如在外部適當(dāng)?shù)呐渲每v向鋼筋，內(nèi)部適當(dāng)?shù)呐渲脵M向鋼筋，這樣能夠有效增強(qiáng)建筑墻體的剛度以及對(duì)荷載的承載力。2.4對(duì)建筑抗震性能進(jìn)行優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員還要對(duì)建筑抗震性能進(jìn)行優(yōu)化，一般情況下，當(dāng)發(fā)生地震地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)造成不同程度的損毀，地震沖擊力造成的危害是不容小覷的。設(shè)計(jì)人員要結(jié)合具體情況進(jìn)行合理的抗震設(shè)計(jì)。如果此區(qū)域內(nèi)地震地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率較低，設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)彈塑性變形能力的研究，從建筑結(jié)構(gòu)的總體方面進(jìn)行控制，比如應(yīng)用概念性近似估算法進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如果此區(qū)域內(nèi)地震地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率較高，設(shè)計(jì)人員要采用反應(yīng)譜理論對(duì)地震作用進(jìn)行計(jì)算，在進(jìn)行內(nèi)力及位移計(jì)算時(shí)應(yīng)用彈性方法，用國(guó)際動(dòng)力通用分析法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算，每項(xiàng)計(jì)算結(jié)束后要進(jìn)行變形驗(yàn)算，以建筑整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、地震造成的災(zāi)害程度、建筑結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)理以及工程經(jīng)驗(yàn)等多個(gè)方面的信息為依據(jù)，制定設(shè)計(jì)原則，落實(shí)設(shè)計(jì)思想。3、結(jié)束語(yǔ)總之，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑安全是極其重要的一部分內(nèi)容，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在具體的工作中要堅(jiān)持一定的設(shè)計(jì)原則，考慮到多個(gè)方面的因素，應(yīng)用先進(jìn)的信息技術(shù)對(duì)影響建筑結(jié)構(gòu)安全性的因素進(jìn)行分析和評(píng)估，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)整體、框架結(jié)構(gòu)與剪