探析建筑结构设计中的安全问题及解决对策

2018-12-31江西省建筑设计研究总院江西南昌330046

安徽建筑 2018年6期

吴健（江西省建筑设计研究总院，江西南昌 330046）

1 建筑结构设计中存在的问题

1.1 建筑基础结构设计方面的问题

根据现阶段建筑工程基础结构方面的调查资料显示，在设计工作中对基础结构的设计存在严重的不规范、不科学问题，不仅直接影响建筑基础的施工质量，而且影响上层建筑施工和整个建筑工程的质量安全。这是因为有些设计人员在基础设计中，在未开展大量地质调查工作之前就根据自己的经验开展设计工作，有的是根据施工方面人员所提供的数据就进行设计。由于这些经验和口头数据并不能保证其精确性，所以在这种情况下设计出来的基础结构图必然无法满足设计标准，施工之后的建筑基础质量肯定和预期有较大出入。此外，现在很多民用建筑在基础结构设计上并未对荷载情况严格规定，这也是民用建筑结构设计出现的问题的原因之一，设计人员在基础结构设计中必须准确标明基础荷载数据，才能避免由于基础结构超负载而影响整个建筑的质量。

1.2 建筑框架设计不合理的问题

建筑框架设计包括纵向和横向框架设计，是建筑结构设计中必不可少且需要互相协调配合的。但是两者功能不相同，纵向框架是为了抵抗地震波纵波的影响，而横向框架往往是为了保持建筑物平衡和整体协调性。在设计纵向框架时需要均匀配置箍筋的配筋和跨中纵筋，如果设计人员无法区分两者功能差异及两者存在的必要性和重要性，则可能在设计中出现失误。此外，设计人员在设计中为了便于进行建筑结构设计的受力分析，往往人为地将承重柱的截面高度设计降低，这种做法导致整个建筑物存在安全隐患，在严重时甚至会引起建筑坍塌。

1.3 结构布置不合理的问题

在建筑结构整体布置上，理应遵守相应的设计规则，这样才能使结构布置合理，比如建筑物的平立面外形尺寸的抗侧力、质量分布、承载力分布等。但是由于在一些复杂的建筑物结构中，这些设计规则难以用定量指标进行限制，所以设计人员在设计时对这些技术规范和设计规则不是很了解，而且很难精确把握结构的规则性，从而导致设计出来的建筑结构往往缺乏规则性。

1.4 其他设计方面的问题

部分企业为满足自身利益，在进行建筑结构设计时未根据国家规范标准进行结构的抗震设计，使建筑物的抗震能力远远低于国家抗震标准。设计人员在设计中不重视抗震设计，没有遵循抗震性原则，最终给建筑物使用带来安全隐患。此外，在建筑结构设计中，国家对于建筑物配筋率有严格规定，然而在现实中，关于建筑结构的含钢量却缺乏保障。比如有公司为减少成本，要求设计公司减少建筑物的配筋率，而由于含钢量的不足，导致许多建筑物承载力和安全性降低；也有的公司虽然考虑了配筋率，但却没有对钢筋的质量和性能进行严格把控，比如选择冷轧变形钢筋，这种钢筋脆性大、韧性小，对建筑抗震不利。最后，建筑结构安全设计问题也和设计人员的经验知识缺乏以及责任意识不足有关，任何不遵守设计原则的行为都会给建筑物带来安全隐患。

2 改革完善建筑结构设计施工的要点

2.1 加强对基础设计的研究

由于建筑工程的地基基础结构直接影响着建筑结构工程的稳定性，对整个建筑工程产生巨大的影响，所以在开展建筑工程结构设计之前，首先必须要对当地进行地质勘察，搜集水文地质等资料，并分析其中可能会影响建筑结构的因素，然后对其中的有利因素加以创新和积极利用，针对其中的不利因素制定相应的规避或解决措施，从而将对建筑结构设计的负面影响降到最低，可保证建筑结构设计的效率和质量，也为之后的工程施工奠定基础。

2.2 加强工程结构设计布局的实际应用

建筑工程施工需要按照设计图纸开展，而设计图纸在设计中应该全盘考虑建筑工程实际的布局情况。也就是设计师在图纸设计前需要了解工程的实际情况，进行实地的考察调研，从而保证结构设计的整个过程是符合实际的，是科学规范的。比如在工程承重设计上，应该考虑整个工程地基的情况和整个工程建筑的结构安排，保证工程布局是科学合理的。此外，在工程外形设计上应该根据广大使用者的要求，选择符合大众审美的设计形象，并针对不同人群的不同需要，合理布局工程的结构设计，在对工程建筑条件充分了解的基础上，使整个建筑的布局符合标准要求，最后要保证建筑工程在实际建设中能高效合理地利用结构设计图。

2.3 重视抗震设计，保证结构设计合理性

建筑结构设计的类型需要考虑建筑物的设防烈度、房屋高度、地基、基础、材料和施工、经济和技术等要素。从抗震设计来说，结构材料必须是延性良好、强度大、匀质性好、构件连接好、具有可靠性节点等优点的材料。其次，要选择合适的抗震结构体系，该体系具有地震作用传递途径，能形成多道抗震防线，刚度和强度分布合理等特点。此外，在结构布置时要求均匀结构竖向布置，布置方向上刚度、强度均匀，避免出现薄弱部位。最后，建筑物体系应该简单且具有规则，有明确的受力，如果建筑物体系复杂，则建筑结构应该在合适位置设置防震缝，进行精确的抗震分析并准确判断易于受到损坏的地方，然后采取相应的抗震结构措施。关于防震缝的设置，其最小设置宽度应满足以下条件：首先在框架结构房屋高度小于15m时，防震缝宽度应设置为70mm，超过15m，防震缝宽度也应随之增大；当框架抗震墙结构房屋的防震缝宽度大于70mm，可采用规定数值的50%或70%；当防震缝两侧的结构类型不同，防震缝宽度的确定则需要经过科学的计算。

2.4 创新优化施工工艺，提高施工人员技术水平

在建筑结构设计中，首先必须重视施工准备工作，也就是在建筑结构设计过程中要将机械设备、施工原材料和施工技术纳入到设计范围，同时要遵循与时俱进的理念，不断改进和优化相关生产设备，以保证建筑结构施工的顺利开展，从而保证设计施工的质量。其次，在建筑结构施工中，最主要的技术是钢筋混凝土技术，因此设计人员必须加强对该技术的研究，使先进的技术能完全符合建筑结构施工的要求。对于施工技术人员，在引进相关生产设备和技术的同时，更要学会探究和学习这些设备和技术，不断提升自己的技术水平。其次，建筑施工的施工工艺在不断发生变化，所以在施工设计时要注意对工艺的监督检查，比如必须重视对标高、轴线等的控制，要求施工人员完全按照施工工艺规范开展作业，在具体施工之前要做好相应的现场调查工作，通过科学的测量和分析使建筑物结构得到良好的控制。另外，由于建筑结构施工比较复杂，需要的人员、技术和设备等繁杂，因此在施工中应该学会使用各种先进的检测管理手段对建筑物的垂直度等进行科学测量，准确标注各个建筑柱点，做好模板施工和混凝土施工作业，使施工技术、管理水平同时提高。

2.5 根据具体建筑物特点，对设备和技术进行管理

在建筑结构施工中，存在大量的高空作业，作业环境复杂危险，一方面给设备和原材料运输带来了更多困难，另一方面如果在恶劣气候下，高空作业的危险性十分高，施工难度更大，而且还会延误工期。所以在开展建筑结构设计过程中，要将高空作业的安全问题考虑进去，要求在施工前做好一系列准备工作，比如为避免安全事故发生必须要求施工人员进场前做好所有的安全防护工作，戴好安全帽，提高安全意识是基础。在安全防护中，因为建筑结构主要材料是钢筋和混凝土，而且对于建筑物的框架和剪力墙要求很高，因此在整个管理中必须加强对安全设备的管理，加强对现场技术与设备的管理控制，只有生产设备和技术处于安全的状态，施工人员才能进场开展作业。在施工前还要做好技术交底工作，加强进场控制，对设备进行状态和性能检测，结合生产实际需要选择合适的施工技术和设备。另外，在建筑施工中因为建筑基础埋深大，因此还需加强对地基施工管理控制，比如技术人员应做好地质调查工作，根据调查结果制定合理的地基施工方案，并分析在施工中可能会出现的问题，提前制定紧急预防方案。