论如何在建筑结构设计中提高建筑的安全性

王 芝

（徐州长顺置业有限公司，江苏 徐州 221000）

近些年，人们对生活质量和居住条件的要求不断提升，相应地，对建筑工程的综合品质也提出了更高的要求。与此同时，国家也出台了相关政策呼吁建筑的节能化、高效化发展，这就要求建筑企业积极运用结构设计优化方法，使有限的空间与资源的价值得到最大化发挥，进而促进建筑工程实用性、经济性发展目标的实现，这对我国整个建筑行业的可持续发展来说也是大有好处的。

1 建筑结构设计存在的问题分析

1）设计规范性问题。在建筑结构设计中，设计图纸会对后期建筑项目施工建设产生直接影响，因而必须保证其设计科学合理，进而优化建设质量和效率。然而，在实际设计中，图纸设计不规范的问题始终存在。图纸设计会涉及建筑结构设计的类型、抗震等级与结构材料等多方面内容，若考虑不到位会对建筑工程的设计质量产生一定影响。以某建筑项目为例，建筑高度18.6米，在结构设计中建筑物的地上结构设计图纸并未根据规范设计标准对梁柱的相关参数加以标识，梁柱配筋图的设计相对混乱，设计图纸符号准确性较差，以上问题均对工程结构设计质量和进度产生不利影响，严重的情况还会引发一系列安全隐患。

2）抗风问题。因为高层建筑的楼层较多并且高度较高，所以，相对其他建筑，高层建筑更容易受到风的流动性与空气动力效应的影响。由于建筑楼层高度不断增加，在风荷载较大的情况下，很容易对建筑物的墙体、装饰结构及支撑结构造成伤害，降低建筑物的稳定性。因此，进行高层建筑结构设计时，需要对结构进行抗风设计，防止建筑物受自然因素的影响而存在隐患。

3）不注重结构缝设计。房屋设计不是独立存在的，要综合考虑到各种影响因素，一些高层建筑设计并没有全面考虑到结构的问题，建筑领域相关人士对结构缝不够重视，也是造成房屋质量的主要成因。进行结构缝设计前，需要对建筑工程完好性、收缩性、地基均匀性等全面分析，把握好各相关的问题，在不影响成本的前提下，重视结构缝设计。当前，一些企业为了减少成本，往往不重视结构缝设计，如果结构缝不合理，那么就会影响建筑的稳定性，导致建筑物应用期间出现开裂、沉降等质量问题。为了提高房屋设计品质，房屋建筑设计工作开始前，就要做好现场勘测，全面了解建筑物周围情况、体型状态、生态环境等，通过各种参数对比，合理设计好结构缝，科学布局、合理判定，从而提高建筑物工程整体质量。

2 建筑结构设计下提高建筑安全性的方法措施

1）强化设计图纸规范性。在建筑结构设计中，结构设计图纸的作用不容小觑，可为后期建筑工程项目的施工建设提供必要参考。为此，在建筑结构设计期间，应强调设计图纸的设计规范化与合理化，保证结构设计图纸质量达标，以免引发设计质量问题。另外，对于建筑结构图纸的设计应遵循具体规定要求，参考项目建设具体状况，将图纸中不同类型的符号和数据等相关参数详细标识出来，特别是复杂结构的参数。作为设计工作人员应强调设计图纸设计的作用，在设计前了解项目具体情况，系统勘察项目场地环境与水文条件等相关资料，以保证建筑结构设计图纸资料更全面更可靠，不应仅依靠个人设计经验确定材料与结构构件尺寸，以免影响图纸质量。在此基础上，完成设计图纸设计工作后，设计工作人员应严格校核图纸准确性，对设计图纸不合理问题及时发现并纠正，以免出现不必要设计问题。

2）提高建筑抗风荷载作用的能力。为了使高层建筑抗风构件与结构设计的牢固性符合要求，对高层建筑结构进行抗风设计时，必须充分做好以下工作：第一，重视基础设计，只有高层建筑的基础部分稳定性较强，才能保证高层建筑上部分结构的稳固性。地基承载力和不均匀沉降是高层建筑基础设计首要考虑的问题。应根据地质情况选择合适的持力层，并根据地区经验计算沉降，以加强基础设计的合理性。第二，通过改变建筑的轮廓设计和高度，改变区域建筑布局，以及种植绿植等改变风荷载的强度和方向进而削弱风荷载对建筑的作用。

3）整体优化和局部优化。房屋设计表现出明显的层次性和复杂性。首先，从层次性上来看，其主要涉及建筑设计体系、结构体系和安装设计体系等，且上述每个体系之下还包括诸多小的分支体系。设计人员在开展建筑结构设计工作的时候，应当结合工程的具体情况以及各个分支的特点加以优化，循序渐进地解决各环节遇到的困难，进而确保整个项目的顺利完工。其次，站在复杂性的层面来看，其主要涉及建筑原材料的选择、设备的选择以及结构类型的确定等内容。所以，不管是哪种类型的房屋建筑，都可从整体和局部出发进行优化，最终实现建筑结构设计水平的最大化提升。

4）建筑结构构件的抗震设计。强柱弱梁、强剪弱弯和强节点弱构件是进行框架结构抗震设计时的重要概念。相较于梁构件破坏而造成的局部破坏，柱子的破坏会危及整体结构的安全性，造成结构的整体垮塌。因此，在结构中为了保护柱，增强结构抗地震能力，将塑性铰先出现在梁部，通过发展一定的塑性来吸收地震能。还有强柱系数，梁柱线刚度比等都是相应指标。强柱弱梁使梁端的塑性铰先出、多出，尽量减少或推迟柱端塑性铰的出现。适当增加柱的配筋可以达到上述目的。需保证强剪弱弯是因为剪切破坏是一种脆性破坏，而弯曲破坏是延性破坏，有所预兆，所以能进行及时的人员疏散、财产转移。在进行抗震设计中，梁柱的剪力设计值需按规范要求进行调整。不同抗震等级的梁、柱采用不同剪力增大系数，同样需考虑材料实际强度和钢筋实际面积2个因素的影响。强节点弱构件则需对节点核心区进行抗震验算，并且在各抗震等级下的框架节点均应符合构造措施要求。除此之外，进行抗震结构设计时，还可以参考其他减震设计来提升结构延性。例如，可以将多段墙框架融入抗震审计中，在遇到地震时，可以进行地震能量的转接和吸收，从而起到良好的减隔震作用，提升建筑结构本身的稳固性。

5）准确计算结构构件性能指标。对于建筑结构设计而言，为保证设计与工程受力实际结果相契合，应在准确计算结构性能参数的基础上，对比实际要求，亦或是根据要求参数计算结构性能，增强结构设计合理化。以楼板设计为例，为保证形变和裂缝在建设过程及使用过程控制在合理的范围内，应严谨认真的输入相关计算数据并对其结果进行分析判断，保证其在结构形变允许范围内。在计算数据的时候，设计人员应根据设计要求与规范开展工作，坚决不允许受主观意识影响判断，也不应简化处理计算数据。

3 结语

综上所述，建筑结构会承受较大荷载，如果稳定性与抗震性能无法满足国家规范、规定等相关要求标准，很容易出现坍塌或者是位移等多种安全问题。对此设计人员需要重视结构设计的合理性，强化建筑结构图纸设计与抗震设计、荷载设计等内容，切实保证建筑结构设计的质量安全，为建筑工程项目建设提供依据和支持。