建筑结构设计中安全问题分析

王翔

【摘要】本文以建筑结构设计中安全问题为研究对象，对建筑结构设计流程进行了简单的介绍与分析，探讨了当前建筑结构设计存在的一些问题，提出了一些针对性的措施，以供参考。

【关键词】建筑结构设计;安全问题;应对措施

随着城市化进程不断发展，建筑层数不断上升，人们对于建筑结构设计安全性提出了更高的要求。然而当下在建筑结构设计的过程中，依然存在一些安全问题，有必要针对这些安全问题进行深入讨论分析，提出应对策略，推动我国建筑建设行业更好发展。

1.建筑结构设计流程分析

（1）需要结合建筑实际功能需求，做好建筑结构方案的设计制定，通常方案内容包含众多，比如：建筑结构的选型、建筑结构的具体布置等，同时涉及一些具体的建筑结构构件，还需要结合构件实际受力特点，计算建筑构件截面尺寸。在進行实际建筑结构选型时，需要以建筑功能需要为依据，综合考虑建筑场地的地质水文条件以及其他施工条件等，确保建筑主体结构选型更加科学合理。

（2）在制定好建筑设计结构方案后，需要结合实际建筑结构设计要求，做好计算分析工作。在这一过程中，需要结合实际，先做好计算模型的制定，在具体制定的过程中，可以先完成简图计算，对复杂的建筑结构进行简化处理，在实际分析过程中，注意要抓大放小，从而保证计算结果的合理性。这种简图计算方式忽略了很多细节，因此为保证结果合理，还需要充分了解简图结构与实际结构的差别[1]。

（3）做好建筑构件设计，在这一过程中，主要包含两点重点内容，一是截面设计，主要设计对象是混凝土结构，在这一设计的过程中，需要结合实际结构尺寸数据，明确钢筋的类型、放置位置和数量。二是做好节点设计，主要设计对象是钢结构，有效提高不同钢结构之间连接的稳定性。

2.建筑结构设计中常见安全问题分析

2.1建筑基础设计常见安全问题

建筑基础设计对于建筑整体结构安全有着非常直接的影响，但当下在实际开展建筑基础设计的过程中，仍存在一些比较常见的安全问题。比如在开展基础设计工作之前，针对建筑施工现场水文地质条件勘察不够充分，直接选择参考建筑场地周边建设物地基情况作为建筑基础设计的重要依据，这必然给建筑基础设计带来严重威胁。在具体建筑基础设计环节中，没有做好各种影响因素的考虑，荷载取值不准确，基础拉梁荷载计算不合理，比如在开展多层框架建筑结构基础设计时，一般会选择采用柱下独立基础，但在具体结构计算方面，仅仅考虑持力层地基的反力值计算，没有考虑到关于软弱下卧层验算，最终为基础设计带来一些安全隐患，从而对基础设计安全带来一定不利影响[2]。

2.2建筑上部结构设计常见的安全问题

建筑上部结构设计对于建筑整体安全也有着非常直接的影响，在实际设计过程中，常见的安全问题主要体现在以下几方面：一是水平构件设计重视程度要远远高于纵向构件设计程度。然而竖向结构实际对于建筑结构安全影响同样非常大，因此在实际设计中应做到一视同仁，不应厚此薄彼。二是在设计构件截面高度时，依然存在一些不合理的问题，比如针对一些结构层数比较高的建筑，在实际进行结构设计的过程中，选择在建筑物角部设置混凝土墙，以便能够更好地控制整体计算指标，但在上述设计过程中，缺乏对相连柱结构考量，而建筑本身剪力墙框架结构数量比较少，同时混凝土墙的刚度也比较大，因此必然会分担建筑柱结构承载力，如果采用上述设计措施，将会对建筑结构整体安全性带来不利影响。

2.3建筑工程结构抗震设计常见的安全问题

在建筑结构设计的过程中，做好工程抗震设计对于建筑结构安全也有着较为积极的影响。但当前在一些设计文件中，依然存在一些安全问题，比如比较典型的便是没有结合实际建筑功能，正确选择好建筑抗震设防的类别，在具体问题表现方面，主要体现以下几点：一是人流量比较密集的多层商场建筑，在选择抗震设防类别时，错误地定位为丙类建筑，导致实际抗震设计存在较大的安全隐患;二是针对一些底盘比较大的高层建筑，当建筑的下部多层裙房是大型零售商场时，将这些裙房设定为乙类建筑，但其上部高层住宅建筑却没有做好有效的区分，直接全部按照乙类建筑进行抗震设防分类;三是针对小学三层以内的砌体结构教学楼，在抗震设防分类方面，错误地将其定类为丙类建筑。

3.改善建筑结构设计安全的策略

3.1做好建筑结构基础设计

在具体开展荷载计算工作过程中，不应机械化地对基础设计公式进行直接套用，还需要充分考虑实际情况，结合建筑基础宽度与深度要求，在计算荷载时做好科学合理的修正，从而有效提高建筑地基承载力，保障建筑基础设计的稳定性。另一方面，受不同地质土壤性质的影响，地基容许承载力也各不相同，这对实际设计取值必然造成一定的影响。为有效解决这一问题，在实际进行基础设计时，还应参考规范验证公式，选择合理的验算方法。如果选择电算方法，则需要先结合实际需求，做好模型的制定与校核，比如针对筏板下满布桩，在实际设计时，可以应用比较广泛的变刚度调平方法，在此基础上，针对获得的最终结果，还应确保与有限元分析结果一一对应，从而有效降低计算误差，更好地保障建筑基础设计安全。

在实际开展桩筏基础设计工作过程中，做好筏板厚度取值也非常重要，在具体实践过程中，通常需要先根据建筑层数，初步完成筏板厚度的估算，估算方法是：筏板厚度 建筑层数 50mm。在此基础之上，再以实际排桩情况为依据，完成角桩冲切、边桩冲切、墙冲切，的验算，通常会根据角桩冲切做好板厚的控制。在这里笔者需要强调一个特殊情况，针对短肢剪力墙结构群桩冲切，由于这种剪力墙墙体并不是封闭的状态，因此针对群桩冲切边界，实际取值比较困难，在这里可以根据实际设计经验，取近似值作为冲切边界，所围区域内短肢墙体内力能够作为抗力进行抵消，这种方法虽然无法保证完全准确，但在区域放大后，边界的开口效应依然会得到有效的削弱，因此仍是一种比较实用的设计方法[3]。

3.2保证建筑上部结构设计的科学合理性

首先，在开展建筑上部结构设计的过程中，针对建筑框架结构，应将电梯小井筒这一结构取消，采用连肢墙进行替代，如此一来，在发生地震时，能够有效减轻地震对建筑结构的影响，不会吸收太多地震力，从而更好地保证建筑结构的安全。与此同时，在上部结构设计中选择结构参数时，应结合实际情况，做好多种参数内容的考量，并采取电算方式，做好相应验算工作。例如在实际设计剪力墙结构时，需要充分考慮主楼折减系数，并结合实际情况，做好合理的取值，一般选择取值 0. 9;在此基础上，还应考虑连梁折减系数的取值，一般取值为0. 78。另一方面，在实际进行剪力墙结构设计时，还应加强对结构配筋最小配筋率控制力度，既能够减少成本，也有利于提高结构的稳定性。

3.3做好建筑工程结构抗震设计

在选择建筑抗震设防的类别时，实现严格按照《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）规定进行合理选择，比如针对建筑面积在2500m2以上，或者营业面积在10000m2以上的多层商业建筑，在实际设计时，应将其抗震设防分类应为乙类，而不是丙类。针对底盘比较大的高层建筑，如果裙房是乙类零售商场兼职，那么针对上部结构建筑而言，如果是高层住宅建筑，且入住人数在1万人以内，在抗震设防方面应设置为丙类。同时在设计开展抗震设计的过程中，通常还需要将与大型商场相邻的上部高层住宅两层定为加强部位，并按照乙类建筑抗震设防标准，做好抗震设计工作。反之，若人数在1万人以上，需要将抗震设防设置为乙类。针对小学三层以内的砌体结构教学楼，为更好地保护学生生命安全，应将抗震设防设置为乙类。

4.做好新技术应用

如今随着信息技术的飞速发展，涌现出了很多新技术。例如在建筑结构设计中应用BIM技术，能够在现有的设计过程与软件的基础上，实现结构信息一体化，完成三维模型的制作，在实际进行三维建筑结构模型修改时，能够自动完成关联模型结构的更新，还能够基于不同建筑结构之间，完成碰撞检查，有效提高建筑结构设计的安全性。在这一过程中，做好Revit接口转换非常重要，通过采用三维结构模型，在转换接口的帮助下，直接实现Revit模型的转换，比如可以采用广厦Revit转换接口软件可实现广厦模型和PKPM模型到Revit模型的转换，从根本上提高建筑结构设计的效率与安全性。

5.总结

综上所述，建筑结构设计通常是一个较为系统复杂的工作，我们不但要对建筑结构设计流程有基本的熟悉与了解，而且要全面认识到当下在建筑结构设计中存在的一些安全问题，并提出一些针对性的解决措施，才能够更好地保证建筑结构设计安全稳定性。

参考文献

[1]赵孚洋. 建筑结构设计中安全性问题的分析[J]. 中国科技投资，2017，000（025）：85-86.

[2]杨振武. 建筑结构设计安全性问题分析[J]. 华东科技：学术版，2017，000（008）：99-99.

[3]薛颖. 建筑结构设计中存在的问题与解决对策分析[J]. 冶金丛刊， 2017，000（004）：216-217.

（作者单位：武汉市政工程设计研究院有限责任公司）

【中图分类号】TU3

【文献标识码】B

【文章编号】1671-3362（2020）10-0032-02