基于安全度房屋建筑结构的设计

陈鹏

摘要：房屋建筑与人们的生活息息相关，因此，对于其结构设计的安全度考虑至关重要。提高我国房屋建筑结构设计的安全度可以体现出我国的发展国情，并在最大程度上改善人们的生活水平与生产水平，而且有利于我国国民经济的发展与进步，同时满足了建筑物业主的要求及利益，因此，下文主要就房屋建筑结构的安全度设计进行分析。

关键词：房屋建筑；安全度；安全度

前言

现如今，随着人们生活水平的不断提高，人们对于房屋建筑的要求越来越高，特别是对其安全度的要求。一般来说，建筑结构必须满足的功能要求是：一是能承受在正常施工和使用时可能出现的各种作用，且在偶发事件中，仍能保持整体稳定性，即建筑结构需具有的安全性。二是在正常使用时具有良好的工作性能建筑结构需具有的适用性。三是在正常维护下具有足够的耐久性。安全性、适用性和耐久性，是建筑结构安全与否的标志，总称为结构的可靠性，对这些性能的度量，即结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率，称为结构的安全度。

一、选择结构设计安全度的有关因素

对于建筑工程而言，首先要考虑的就是其安全度问题，因为结构设计安全度的高低，是国家经济和资源状况，社会财富积累程度以及设计施工技术水平与材料质量水准的综合反映。具体来说，选择结构设计安全度要处理好与工程直接造价、维修费用及投资凤脸（包括生命及财产损失）之间的关系。显然，提高结构设计安全度时，结构的直接造价将有所提高，而维修费用将减少，投资风险亦将减少：如果降低工程造价，则维修费用和投资风险都将提高。所以，确定建筑的结构设计安全度，实际上是在结构造价（包括維修费用在内）与结构风险之间权衡得失，寻求较优的选择。那种单纯以建造时的材料消费用量和经济指标来评价结构安全度的观点，将导致片面的结论，实际上，结构设计安全度的选择，不仅涉及生命财产的损失，有时还会产生严重的社会影响，对某些结构，还将可能产生严重的政治后果；而且还涉到国家的经济基础和技术经济政策。

二、我国结构设计安全度的现状

目前，伴随着我国经济及建筑行业的发展，使得对于建筑结构设计更加重视。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。

三、 基于安全度房屋建筑结构的设计

1利用"三项原则"确保安全设计理念的贯彻

在房屋建筑设计的过程中，必须确保安全设计的"三项原则"，既设计中计算简图的适当性原则、设计基础方案的适合性原则、建筑结构方案的合理性原则。首先为了实现设计中计算简图的适当性原则，必须做好计算过程中的误差控制工作，尽可能的减少计算过程中的误差比例。其次为了实现设计中基础方案的适合性原则，在方案的制定中设计者要详细了解以下内容：整体设计方案中临近建筑物的施工条件和环境因素；建筑所在区域内的土体性质以及设计中最大限度地基的潜力等对地基承载力的影响等因素。将这些因素进行综合分析和研究，制定出的设计基础方案才具有合理性原则。最后为了实现建筑结构方案的合理性原则，设计者必须做好结构方案的可行性和实用性研究分析，防止方案在建筑结构施工过程中受到相关问题影响难以真正实施，进而对建筑安全产生影响。

2 强化基础结构设计方法，提高地基承载力

在建筑结构安全因素中，建筑地基的承载力起着非常重要的作用。为了保证地基承载力的科学合理，我们在设计过程中必须做好以下的几项工作。首先是做好天然地基的加固设计。其次是做好钢筋砼墙的设计。为了确保高层建筑地基的承载能力，在建筑地下室的设计中其外墙大部分会设计为钢筋砼墙结构。在这一设计中，钢筋砼墙结构的采用可以保证地基外侧具有较强的层间刚度，这种设计理念的采用从基础结构上提高了建筑地基的整体稳定性。最后是确保地下室设置的合理性。

3 利用剪力墙开洞方式实现安全设计

为了确保建筑在使用中的安全，我国在建筑规范中明文规定了较长的剪力墙宜开设洞口的设计要求，并根据建筑建设的实际情况规定了开洞的具体要求。在实际的设计过程中，我们依据剪力墙洞口沿竖向成列布置的原则，根据洞口的分布和大小因素，将剪力墙划分为实体剪力墙、整体小开口剪力墙、联肢剪力墙、多联单独剪力墙、框支剪力墙等几种类型。在实际的开洞设计中，我们为了保证剪力墙的实际承载能力和安全性，在保障建筑质量和实现设计要求的情况下必须遵守以下设计要求：尽量减少剪力墙开洞的数量；尽量采用减小剪力墙开洞的面积；尽量采用单排开洞的方式对剪力墙开洞；剪力墙开洞位置应尽量居于墙体靠中间的位置。以上的这些设计要求是为了防止因剪力墙开洞数量、面积、位置等因素影响剪力墙及建筑的整体结构安全而设置的。

4 在设计中科学计算选择建筑的梁高度

在建筑的结构安全中，建筑物悬挑梁发挥着很重要的作用。所以在建筑的结构安全设计中，实现对悬挑梁的合理设计具有重要的安全意义。在悬挑梁的设计过程中，如何科学的计算和选择建筑的梁高度是保证结构安全设计的重要因素。在实际的设计工作中我们必须注意以下的几点。一是在计算梁高度的过程中必须注意考虑梁饶度的因素，在设计中加大梁高指数，防止在建筑使用中因为挂梁受到饶度影响产生变形进而形成裂缝，对建筑物的安全产生影响。二是在计算过程中尽量降低误差，同时在计算完成后做好计算结果的验算工作，防止在计算过程中因为误差过大影响挑梁的安全指数。三是在计算中充分考虑非水平地震对悬挑梁的影响。因为非水平地震对悬挑梁的安全影响较大，所以在进行梁高的计算和设计过程中，设计者必须根据建筑物所在地区的地质情况充分考虑地震对挑梁安全的影响。

5 建筑抗震性能化设计

在实际的设计过程中设计者应做好以下的几点工作。一是在设计分析过程中确定结构设计指数是否符合国家建筑物抗震的相关规定范围，如果发现问题应立即进行修改；二是在设计前做好施工地点场地条件的调研工作，合理的设定建筑物抗震设防类别和地震动参数；三是做好设计中建筑深入的弹性和弹塑性计算分析工作，并通过计算和审核方式判断计算结果是否符合建筑的安全要求；四是在设计中找出建筑结构中存在的薄弱部位以及在建设过程中需要加强的重要部位，利用设计方式提出加强抗震性的设计措施；五是为了论证设计结构是否符合建筑的抗震要求，在必要时设计者可以对建筑构件、节点或整体模型进行相关的抗震试验，为设计方案提供论证依据。

结语

综上，做好房屋建筑结构安全度设计至关重要，因此，在实际的设计过程中，设计者应遵循设计安全的"三项原则"开展设计研究，同时结合建筑设计中遇到的主要技术问题和抗震性要求开展技术研究，确保建筑结构安全设计目标的实现。

参考文献

[1]吴立明.高层建筑结构设计的影响因素[J].城市地理.2014.

[2]韦俊儒.论建筑结构设计安全度的因素与方法[J].建材与装饰（下旬刊），2008.