建筑结构设计中如何提高建筑的安全性

张 亮 亮

(山西约翰芬雷华能设计工程有限公司，山西 太原 030002)



建筑结构设计中如何提高建筑的安全性

张 亮 亮

(山西约翰芬雷华能设计工程有限公司，山西 太原 030002)

介绍了建筑结构设计中存在的问题，从钢结构、安全设计、混凝土保护层厚度设计、抗震性安全设计三方面，分析了建筑结构的安全性设计要点，并提出了提高其安全性的解决措施，以期能为建筑行业的发展奠定良好的基础条件。

安全性，建筑结构，混凝土保护层，BIM技术

0 引言

在我国建筑行业迅猛发展背景下，建筑结构设计问题逐渐引起了人们关注。即因建筑结构设计安全性，是保障人们安全防护的第一环节。所以，在严格遵从建筑设计规范的同时，应加强对建筑结构安全性的概念分析。同时，从主体因素和客观因素入手，总结建筑结构安全性设计要点，最终为我国建筑安全性设计方向的发展提供有利参考。以下就是对建筑结构安全性设计难点问题的详细阐述，望其能为建筑行业的发展奠定良好的基础条件。

1 建筑结构设计存在的问题

就当前的现状来看，建筑结构设计存在的问题主要体现在以下几个方面：

第一，没有较强的抗震性。即与一些发达国家相比，我国虽然实施了一系列法律规定，即GB 50011—2010建筑抗震设计规范等，要求现代建筑抗震性设计必须达到7度或者8度标准。但因一些建筑公司缺少对建筑结构设计安全性的认识，因而，忽视了建筑结构抗震性的规范化设计，且未充分考虑不同地区地质、地震带分布的差异，由此影响到了建筑使用安全性；

第二，缺少合理的建筑结构设计。即因一些建筑企业施工人员是非专业人员，因而，专业技能参差不齐。同时，过分强调对建筑美观、功能等的追求，忽视了建筑使用安全性问题。此外，也有一些建筑企业在项目建设中，过分追求自身利益，对建筑结构进行擅自改动，埋下了一些安全隐患[1]；

第三，存在偷工减料情况。即一些建筑企业在建筑结构规划设计过程中存在着偷工减料行为，不重视混凝土等建筑材料质量的严格把控，最终影响到了建筑结构设计安全性。

2 建筑结构的安全性设计

2.1 钢结构安全设计

在建筑结构安全性设计中，为了避免钢材偷工减料施工行为影响到建筑安全性，应注重严格遵从GB 50068—2001建筑结构可靠度设计统一标准，规范钢结构安全设计行为。

首先，在钢材采购中，应明确标明钢材信息。包括钢类、脱氧程度、连接材料、钢号、炉种等等。同时，在承重钢材材料选用时，以实验方式，对钢材连接方式、荷载特征、工作温度等性质进行测定，且尽量选用16 Mn钢、16 Mnq钢、15 MnVq钢作为承重结构钢材，满足建筑结构设计要求。但若建筑工程工作温度低于-20 ℃，那么应避免对3号沸腾钢材料的使用，达到安全性的钢结构设计效果。

其次，待钢材采购完毕后，应进入到钢结构设计环节。而在钢结构设计环节中，应先按照GB 50009—2012建筑结构荷载规范，计算钢结构荷载标准值、组合系数、动力荷载等参数。然后，分别设计钢结构强度、水平荷载等等。其中，在钢结构强度设计中，为了满足建筑安全性要求，应在选用厚度是17 mm～25 mm的16 Mn钢时，把它的抗拉能力设计为300 N/mm2，抗剪能力设计为175 N/mm2，端面承压能力设计为425 N/mm2，达到最佳的强度设计效果。而若把16 Mnq钢作为钢结构设计材料，应保证其厚度在26 mm～36 mm之间，而抗拉能力设计值是290 N/mm2，抗剪能力设计值是170 N/mm2，端面承压能力是410 N/mm2，符合建筑钢结构设计要求[2]。

再次，在建筑钢结构设计工作开展的基础上，也应针对钢铸件强度、焊缝强度、铆钉连接强度、螺栓连接程度等进行规范化设计，由此避免结构变形问题威胁建筑使用安全性。

2.2 混凝土保护层厚度设计

在建筑结构安全性设计工作开展过程中，因混凝土结构是主要的建筑结构之一，所以，在建筑结构具体设计时，应做好混凝土保护层厚度设计工作。首先，在混凝土保护层厚度设计过程中，为了避免安全事故问题的凸显，规范建筑结构设计，应把建筑安全使用年限设定为100年。而当环境等级是一时，保证板墙壳混凝土保护层最小厚度是15 mm，梁柱混凝土保护层最小厚度是20 mm。在环境等级是二a时，保证板墙壳和梁柱的混凝土保护层最小厚度分别是20 mm和25 mm。在环境等级是二b时，二者分别是25 mm和35 mm。当环境等级是三a时，二者分别是30 mm和40 mm[3]。当环境等级是三b时，二者分别是40 mm和50 mm，就此达到安全性建筑结构设计目的。其次，若在建筑结构设计中混凝土强度小于C25，那么在具体的设计工作中，应适当调整保护层厚度，将其厚度在原有基础上增加5 mm，达到最佳的结构设计效果。

2.3 抗震性安全设计

在建筑结构设计工作开展过程中，为了保证建筑安全性，应注重优化建筑抗震性安全设计工作。首先，在建筑抗震性安全设计中，应采用刚性结构设计方法。例如，日本在某一高层公寓建筑设计中，即使用了美国纽约世界贸易中心工程的钢管，该钢管直径是80 mm，厚度是40 m。同时，钢管中注入了高强度混凝土。所以，在这一类钢管应用的基础上，公寓建筑抗震能力将有所增长。一旦遇到地震，仅会摇动30 cm[4]。因此，我国建筑结构设计工作的展开，应尝试对刚性结构设计方法的引入。其次，在建筑结构抗震性设计中，应注重设计一个“抗动体”，由此提高建筑结构的抗震能力，避免建筑坍塌等安全问题的凸显。

3 建筑结构设计中安全性提高措施

在建筑结构设计工作开展过程中，为了有效缓解抗震性能差、结构设计不合理、存在偷工减料等安全问题，应在建筑结构安全设计中，要求建筑企业必须严格遵守国家相关规定。包括《建筑法》《建筑结构荷载规范》等等，继而以政策为导向，控制不合格的建筑结构设计问题，达到安全性建筑结构设计效果。此外，因建筑企业施工人员专业技能关乎着建筑结构设计标准性、安全性。所以，在建筑项目具体设计期间，应安排施工人员参加专业的培训，让他们在培训中掌握混凝土结构、砌体结构、钢结构等建筑结构设计技巧，并充分认识到建筑结构设计的重要性，最终保证建筑物的使用安全，为人们营造一个舒适的建筑使用空间[5]。除此之外，在建筑结构具体设计中，也应引入一些先进的技术手段。包括BIM技术等等，逐步优化建筑结构设计要点，满足建筑结构的安全性设计标准，符合建筑设计要求。

4 结语

目前建筑结构设计工作的展开仍然存在着缺乏较强抗震性、缺乏合理的建筑结构设计手段等问题，影响到了建筑的安全使用，且缩短了建筑使用寿命。为此，为了保证建筑结构设计安全性，必须从钢结构安全设计、混凝土保护层厚度设计、抗震性能安全设计三个方面入手，优化建筑结构设计标准，并以科学的建筑结构设计方式，提高整个建筑质量，且把“安全性”作为指导思想，推进建筑工程的顺利开展，避免工程事故问题的发生。

[1] 侯 捷.在建筑结构设计中提高建筑安全性的几点思考[J].江西建材，2016，20(13)：32,35.

[2] 吴伟龙.建筑结构设计中提高建筑安全性的策略探讨[J].建材与装饰，2016，30(25)：89-90.

[3] 罗小春.浅谈建筑结构设计中如何提升建筑自身的安全性[J].江西建材，2015，32(24)：43.

[4] 陈锡辉，高 博.试论在建筑结构设计中如何提高建筑的安全性[J].四川水泥，2015，21(12)：34.

[5] 解增银，严庆平.浅谈在建筑结构设计中如何保证建筑的安全性[J].科技创新与应用，2013，20(16)：221.

How to improve the building safety in building structure design

Zhang Liangliang

(Shanxi John Finlay Huaneng Design Engineering Limited Company, Taiyuan 030002, China)

This paper introduced the existing problems in building structure design, from the steel structure, safety design, concrete protection layer thickness design, shock resistance safety design three aspects, analyzed the safety design of building structure, and put forward the measures to improve its security, laid good foundation conditions for development the building industry.

safety, building structure, concrete protective layer, BIM Technology

1009-6825(2017)16-0058-02

2017-03-13

张亮亮(1983- )，男，工程师

TU318

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