白虎林

（山西凱的建筑設(shè)計規(guī)劃有限公司，山西 太原 030009）

我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，使得人民的生活水平和質(zhì)量意識得到了極大的提高。而住房和商業(yè)建筑作為人民安居樂業(yè)的基本保障和社會經(jīng)濟(jì)活動的承載，建筑的安全性備受社會關(guān)注。且隨著建筑行業(yè)的不斷突破，建筑的結(jié)構(gòu)發(fā)展也越來越呈現(xiàn)多樣化和復(fù)雜化，這種變化不斷滿足了人們對房屋建筑的多樣化需求。但建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面仍然存在很多不足，從而對所建造的建筑安全性和建筑使用壽命產(chǎn)生不利影響。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師需通過更加科學(xué)合理的方式對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性、合理性、安全性，進(jìn)而提高建筑效益。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性簡述

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全主要依賴于結(jié)構(gòu)工程師的設(shè)計和科學(xué)的建造，保障工程結(jié)構(gòu)的安全是推動建筑業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵。而在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師需保障建筑在一般條件下可以經(jīng)受住不同程度的破壞力，并且在災(zāi)難發(fā)生時仍能維持其總體的穩(wěn)定[1]。在建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，安全是建筑的核心，它是一切建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)。而建筑設(shè)計的安全問題，需從設(shè)計人員的設(shè)計和施工的角度來分析，同時施工單位也應(yīng)全面綜合考慮施工項目的有關(guān)指標(biāo)，合理地避開施工過程中的各種情況，以防止施工過程中由于施工不當(dāng)，而造成的施工質(zhì)量問題。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中提高安全性的必要性

建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性不足可能會導(dǎo)致建筑安全事故頻發(fā)，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，每年因建筑安全事故導(dǎo)致的人員傷亡數(shù)量正逐年攀升，且每年都有因建筑安全事故喪失生命，據(jù)不完全數(shù)據(jù)顯示，很大一部分安全事故產(chǎn)生的原因都是因為建筑物結(jié)構(gòu)安全設(shè)計不合理導(dǎo)致。通過對建筑事故追本溯源發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)的建筑事故原因都是因為設(shè)計人員對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計沒有嚴(yán)格要求，沒有確定的安全標(biāo)準(zhǔn)，才導(dǎo)致建筑安全事故頻繁發(fā)生。此外，在設(shè)計人員進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，還會存在部分人員懷有僥幸心理，設(shè)計的建筑結(jié)構(gòu)安全性只能達(dá)到國家規(guī)定的安全性的最低標(biāo)準(zhǔn)。而這些所有因建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性不合理的建筑工程不僅會威脅到施工人員的生命安全，甚至?xí)斐山痤~巨大的事故賠償，還會對建筑工程的交付工期產(chǎn)生影響，造成一定程度的社會恐慌事件出現(xiàn)。

3 現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的安全隱患

3.1 建筑連梁結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理

連梁的橫向壓力偏大、連梁橫向承載力及垂直承載力的問題是連梁在結(jié)構(gòu)上的普遍問題。從當(dāng)前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計狀況來看，我國國內(nèi)的連梁截面尺寸雖不大，但在單元內(nèi)所承擔(dān)的荷載卻相當(dāng)大，再加上建筑結(jié)構(gòu)中連續(xù)梁端壁的剛性太大，從而使連梁的承載能力變得更為嚴(yán)重。盡管許多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師都降低了連梁的剛度但這樣做也會帶來相當(dāng)大的問題，如果連梁的剛度不夠，就會改變混凝土的構(gòu)造，而如果連梁承受太大的壓力，將會對連梁性能產(chǎn)生不利的作用。在設(shè)計時，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師則需要考慮到剪力墻的實際情況，使其與墻相適應(yīng)、協(xié)調(diào)。因此，在設(shè)計初期，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師必須對連梁相應(yīng)的計算，包括橫向和豎向加載。同時，由于連梁的橫向荷載和豎向荷載的計算需要大量的計算量，因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師的計算錯誤往往會引起連梁的設(shè)計問題，從而對建筑的整體性能帶來隱患，進(jìn)而造成建筑內(nèi)部工程的建造質(zhì)量不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象出現(xiàn)。

3.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不具備合理的抗震能力

在當(dāng)前我國的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，建筑的內(nèi)部抗震設(shè)計依舊存在許多問題，如結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計概念模糊，抗震設(shè)計未得到全面驗證，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計不夠科學(xué)等等。而地震作為建筑損害的最突出因素，主要分為自然的板塊運(yùn)作與人為的環(huán)境破壞，而現(xiàn)如今大多數(shù)的地震為自然的正常演變，而當(dāng)下很多建筑設(shè)計師并不了解地震的具體來源便盲目進(jìn)行設(shè)計，勢必會帶來材料的浪費(fèi)以及人力資源的浪費(fèi)?，F(xiàn)如今建筑物的建筑材料大多是為鋼筋混凝土，但由于鋼筋混凝土自身的重量高的特性，所以當(dāng)發(fā)生地震時，建筑內(nèi)部的混凝土結(jié)構(gòu)很可能會發(fā)生不穩(wěn)定的情況，尤其是在鋼筋混凝土的粘接處更是如此。目前，由于我國的建筑物越來越復(fù)雜、越來越多元化，過去傳統(tǒng)的人工實測的抗震計算方法已不再可行，所以建筑設(shè)計師需依照目前較為先進(jìn)化的科技抗震設(shè)計方法來進(jìn)行抗震模式的建立，然而這種模式的實驗并沒有廣泛地運(yùn)用，而且對震源發(fā)生情況的模擬也不夠充分，使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師在工程中的抗震設(shè)計存在缺陷。

3.3 建筑地基設(shè)計問題

目前我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師在進(jìn)行地基設(shè)計時，存在著不規(guī)范、不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)葐栴}。對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計而言，地基的強(qiáng)度是影響建筑物整體質(zhì)量的重要因素，且地基的強(qiáng)度將是直接影響建筑物安全性能的重要因素。建筑物的地基設(shè)計是一項很復(fù)雜、技術(shù)難度很高的工作，如若建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師在設(shè)計時不能準(zhǔn)確、完整地了解其復(fù)雜性、不能準(zhǔn)確地確定其荷載，將會導(dǎo)致地基的整體設(shè)計受到影響，從而導(dǎo)致地基的變形，以此引發(fā)建筑物倒塌事件的發(fā)生。同時，在設(shè)計地基方面，設(shè)計者還會因為對施工場地的地理條件不熟悉因素影響對建筑物的地基設(shè)計，所以當(dāng)施工場地中有軟土、軟質(zhì)下臥時，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者往往會降低其計算精度，使其在設(shè)計中產(chǎn)生錯誤，故設(shè)計師需計算其承載量、均勻性和非均質(zhì)性。而在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者對復(fù)合型地基進(jìn)行設(shè)計時，時常會忽略褥墊層的影響，沒有在對應(yīng)的位置鋪設(shè)褥墊，致使復(fù)合地基的承載量下降，從而導(dǎo)致了復(fù)合地基的作用無法得到最大程度利用[2]。此外，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師也時常會在設(shè)計建筑地基圖紙時，會出現(xiàn)一些問題，比如：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者不能正確地體現(xiàn)工程的內(nèi)容和理念，不能掌握圖紙的正確尺寸，圖紙中可能會出現(xiàn)一些不應(yīng)該出現(xiàn)的錯誤，而如果圖紙沒有達(dá)到既定要求，建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計就會受到影響，進(jìn)而難以確保建筑工程在竣工后的質(zhì)量。

4 建筑設(shè)計人員職業(yè)素養(yǎng)不足

就目前的建筑行業(yè)人力資源而言，大部分建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員常常會存在設(shè)計經(jīng)驗不足、專業(yè)素養(yǎng)不高等現(xiàn)象，而這種專業(yè)知識欠缺、專業(yè)經(jīng)驗缺失的現(xiàn)象必然會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師設(shè)計出的建筑結(jié)構(gòu)存在結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理的結(jié)果，給未來建筑的正常使用帶來巨大的隱患。且在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計方面上，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師還將會面臨建筑用料、用法、裝修和構(gòu)造等外部因素的影響，進(jìn)一步造成一些建筑抵抗不住較為輕緩的自然災(zāi)害，一旦遭到外界因素的侵害，建筑結(jié)構(gòu)所存在的安全隱患問題以及建筑變形的情況都將出現(xiàn)。即便如此，依舊會有部分建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者只追求建筑的外在美觀，并不注重其內(nèi)部的構(gòu)造是否堅固。故建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師在實際設(shè)計中常常出現(xiàn)忽視建筑的安全性和穩(wěn)定性現(xiàn)象。且在當(dāng)今，大部分建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師雖已注重建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計，但依舊會存在有些設(shè)計師的設(shè)計不能與時俱進(jìn)，設(shè)計樣式陳舊，設(shè)計方式不具備科技化的特點(diǎn)，建筑所使用的材料依舊沿用傳統(tǒng)，固步自封，致使建筑的用料缺乏合理性，進(jìn)而導(dǎo)致建筑缺乏安全性。

5 提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性的對策

5.1 采用科學(xué)合理的建筑結(jié)構(gòu)連梁設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者在進(jìn)行連梁的設(shè)計過程中必須從下列幾個方面著手：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師要按照我國對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行連梁的高度設(shè)計。而在高層建筑中，剪力墻連梁的設(shè)計與施工工藝都具有較大的難度，因此建筑施工前的設(shè)計與施工準(zhǔn)備工作中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師應(yīng)嚴(yán)格遵守國家有關(guān)規(guī)范，根據(jù)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計，確保其整體的工作狀態(tài)與規(guī)范相符[3]。在工程實踐中，連梁的設(shè)計高度、跨距對建筑性能的發(fā)揮有重要影響，在整體的建筑工程的性能中扮演著彌足重要的角色。因此，在實際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師應(yīng)盡可能采取降低連梁高度，增加連梁長度的方法，并通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)連接梁長和跨距來保證其在整體剪力墻中的作用。且建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師還需要特別重視連梁長、跨距的調(diào)節(jié)不能大于20%，以避免對剪力墻產(chǎn)生不利影響。此外，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師需在實際工程設(shè)計中考慮對調(diào)節(jié)程序的設(shè)計，以保證連續(xù)梁能同時承受較大的剪切和弱彎特性。而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師在進(jìn)行連梁的設(shè)計時，一定要保證鋼筋的質(zhì)量，并使其組成比例達(dá)到最優(yōu)，以保證整個建筑結(jié)構(gòu)的承載能力得到保障與提高。

5.2 優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能

近年來，隨著人們對自然界破壞的外部因素以及自然界的內(nèi)部板塊運(yùn)作影響，地震的出現(xiàn)頻率越來越高，而頻繁發(fā)生的地震必然會對我國的房屋結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的破壞，因此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師需在進(jìn)行房屋的抗震設(shè)計時著重注意建筑的規(guī)范性，盡量減少異形立柱的排列，并適當(dāng)增加建筑物的抗震強(qiáng)度和橫向剛度。我國常見的房屋建筑物多為矩形平面，它的橫向剛度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于縱向剛度，所以大量的橫墻模式是滿足抗震性能的主要方式。從建筑的抗地震災(zāi)害等級角度來看，由于房屋的剪力在抗震效果中最為明顯。因此，建筑的內(nèi)部設(shè)計要想達(dá)到久經(jīng)地震依舊牢固的水平，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師必須加強(qiáng)建筑的抗剪能力，并在加強(qiáng)建筑的強(qiáng)度的同時增加其承載能力。而在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師對結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，也要充分考慮到地震的強(qiáng)弱關(guān)系，比如柱、梁、節(jié)點(diǎn)、壓力的中心以及梁、柱、桿和拉力的中心，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師都要適當(dāng)?shù)貙⒔ㄖ闹匦慕档?，也就是說，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師必須保證柱端承載力要比梁端承載力強(qiáng)，而且要保證節(jié)點(diǎn)不會發(fā)生過早的損傷，且需要保障建筑的混凝土承載力在受拉區(qū)所能承受的極限。另外，建筑物的地震特性也與建設(shè)項目的選擇密切相關(guān)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師在選擇建筑項目時應(yīng)盡可能滿足各種不同的需求，如建筑物的用途和功能等等。而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師在進(jìn)行國內(nèi)的房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，應(yīng)盡可能選取地形較平的地區(qū)，同時在選取施工場地的土壤方面，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師必須保障土壤具備較高的致密性和較高的強(qiáng)度，以此確保建筑物的承載能力以及抗震能力，而當(dāng)所選場地為軟黏土?xí)r，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師在設(shè)計時應(yīng)確保土壤被進(jìn)行過注漿加固，進(jìn)而使得建筑內(nèi)部的抗震設(shè)計得到保障。

5.3 重視地基設(shè)計并優(yōu)化承重柱計算高度設(shè)計

地基是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重點(diǎn)，良好的地基是保障建筑能夠經(jīng)受住自然災(zāi)害和地震的最有力保障。若地基并不牢固，建筑物則極易發(fā)生變形甚至倒塌情況，尤其是在高層建筑中，建筑所需要承載的壓力巨大，因此對抗震能力有很大的需求，而良好的地基搭建則是最好的對策。而除地基的搭建外，建筑的承重柱設(shè)計，也能夠幫助建筑提高抗震能力，故建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師需根據(jù)不同工程的具體要求，選用適當(dāng)?shù)某兄刂愋?，精確地確定承重柱的軸壓比，并采用箍筋約束混凝土柱、鋼纖維混凝土柱、分體柱等耐久性較強(qiáng)的鋼筋混凝土柱，且以上的三種柱除了能夠顯著降低混凝土柱的截面尺寸外，還可以提高建筑的抗震能力。而在建筑物承載力較大的情況下，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師應(yīng)選用更為高強(qiáng)度等級的混凝土標(biāo)號，以使其更好地利用其承載力，提高建筑的抗震性能[4]。此外，當(dāng)前的施工項目中，承重柱正截面軸壓比限值是由受壓區(qū)的混凝土破碎來計算的，即當(dāng)受拉鋼筋遭受不斷增加的拉力而沒有發(fā)生變形時，而在壓力作用下具有壓縮失效的特點(diǎn)，所以在應(yīng)力作用下，該極限是由拉伸失效和壓縮失效的閾值決定的。故為了保證不同承載力形式下，建筑能夠及時適應(yīng)周圍環(huán)境，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師可以選用適當(dāng)?shù)臉O限壓強(qiáng)對承重柱軸壓的極限進(jìn)行測試，并通過得出的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)選擇更為優(yōu)良的承重柱。

5.4 提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師的專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)

為全面提高建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計水平，相關(guān)人才以及人才的職業(yè)素養(yǎng)必不可少，在建筑施工前，良好的建筑工程設(shè)計者具備優(yōu)秀的專業(yè)素質(zhì)和職業(yè)素質(zhì)，是保障工程順利進(jìn)行的基礎(chǔ)[5]。因此，施工隊必須在施工過程前認(rèn)真核查設(shè)計師的專業(yè)技能與職業(yè)素養(yǎng)是否達(dá)標(biāo)，且針對一些經(jīng)驗較為稀少的設(shè)計師，施工隊需不斷帶領(lǐng)其在實際工程中掌握新的知識，轉(zhuǎn)變舊的思維方式，提醒設(shè)計師需從發(fā)展的角度來考慮，注重抗震設(shè)計，并充分發(fā)揮自己的知識和技術(shù)，以增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的安全性。

6 結(jié)語

隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對建筑的要求日益提高，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計不僅直接關(guān)系到施工的質(zhì)量，關(guān)系到施工人員的安全，更關(guān)系到建筑居住者的生命安全。而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師不斷對建筑物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，不僅是對自己工作的負(fù)責(zé)，更是對人民負(fù)責(zé)。而在優(yōu)化建筑內(nèi)部設(shè)計過程中，設(shè)計師需充分考慮外部環(huán)境的影響，并采用科學(xué)合理的建筑結(jié)構(gòu)連梁設(shè)計，建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能優(yōu)化，重視地基設(shè)計并優(yōu)化承重柱計算高度設(shè)計以及提高自身專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)的方法保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性與可靠性，真正實現(xiàn)建筑工程的內(nèi)部結(jié)構(gòu)完善，使得施工隊的施工任務(wù)能夠順利竣工，使得建筑使用者在使用時安全與放心。