基于建筑结构安全性设计的重要性分析

基于建筑结构安全性设计的重要性分析

本文首先介绍了建筑结构安全设计的重要性，然后从建筑结构的地基稳定加固设计、抗震设计以及建筑构建耐久性设计三个方面，详细的论述了其在建筑结构设计中安全性提高的具体措施。本文提出了自己的一些见解，望能为同行工程设计人员提供一定的参考价值。

标签建筑结构；安全性；防火设计；抗震设计；钢结构设计

前言

建筑设计是一项繁重而又责任重大的工作，直接影响到建筑的适用、安全、经济和合理性。随着社会经济的快速发展，我国城市建设步伐逐渐加快，建筑密度也越来越高，随之给建筑施工单位带来任务繁重，工期缩短、结构设计复杂等问题。在实际建筑结构设计工作中，常常发生建筑结构设计的概念和方法差错，构成一定的安全隐患。体现在结构设计中，不仅是工作强度加大，对建筑结构设计的安全性也越来越依赖。因此在这种形势下，探讨结构设计人员对设计安全要求及规范的理解，提高建筑的安全性，就显得尤为重要。

一、建筑结构安全设计的重要性分析研究

建筑工程中，应始终贯彻着“质量第一、安全至上”的原则。工程结构设计的核心是防止建筑物的震坏倒塌，保障人民的人身、财产安全。工程安全性也取决于设计人员的结构设计、施工单位的技术水平以及建筑物的合理使用、日常维护等。国际上对于建筑工程结构的安全设计规范水平较高，但我国有关建设部门对工程结构设计的管理处于较低的水平。一般情况下，工程事故较少发生，很少有重大损失的出现。我国建筑工程结构的安全设计规范的缺陷就在于工程牢固性较差，结构构件的承载能力不足等。工程整体牢固性是保障建筑质量安全的前提，也是结构安全设计需要考虑的重要问题。安全设计的要求就是在建筑物出现局部损坏时也不影响整体建筑的破坏倒塌，真正达到“小震不坏、大震不倒”的目的。工程的整体牢固性取决于结构的良好延性以及必要的冗余度。这样才能在地震、爆炸等灾害出现时能够最大限度的减低损失。所以土木建筑工程结构的安全设计一定要高度的重视，真正做到防患于未然。

二、建筑结构地基稳定性加固设计问题分析研究

地基承载力或稳定性问题是指地基在建筑物荷载（包括动、静荷载的各种组合）的作用下是否能够支持上部结构的正常使用并保持稳定。采用地基加固处理后，可以使地基承载力满足要求，样在建筑物的荷载作用下，建筑物地基就不会产生整体或局部剪切破坏，从而保证建筑物的正常使用与质量安全。地基承载力特征值可由载荷试验或其它原位测试、公式计算、并结合工程实践经验等方法综合确定。当基础宽度大于3m 或埋置深度大于0.5m时，从载荷试验或其它原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值，尚应按下式修正：fa=fak+ηbγ

（b-3）+ηdγm（d-0.5）

式中：fa———修正后的地基承载力特征值；

fak———地基承载力特征值，按本规范第5.2.3 条的原则确定；

ηb、ηd———基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别查表5.2.4取值；

γ———基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度；

b———基础底面宽度（m），当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值；

γm———基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度；

d———基础埋置深度（m），一般自室外地面标高算起。在填方整平地区，可自填土地面标高算起，但填土在上部结构施工后完成时，应从天然地面标高算起。对于地下室，如采用箱形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起；当采用独立基础或条形基础时，应从室内地面标高算起。一般而言，地基稳定性加固设计有如下几类：

1、托换技术。在对原有建筑物的基础与地基进行加固处理或改建，或在原有建筑物的基础下进行修建地下工程，又或在邻近建造一项新工程而使原有建筑物的安全受到影响时，可以采用托换技术。

2、换土垫层法。不良土或软弱土开挖到一定深度，会产生较大的回填抗剪强度，如砂、矿渣、粉煤灰、底压力灰土等，进行分层夯实，从而形成双层地基。垫料、垫层的压缩性较小能够有效地扩散地基，减少沉降，并提高承载力。这种方法适用于各种暗沟、暗地以及软弱土地基的浅层处理。

3、加筋法。一般在人工填土的挡墙内或路堤用钢条、钢带、玻璃纤维或尼龙绳等作为拉筋，也可以在软弱土层上放置碎石桩或树根桩等，使该人工复合土体能够承受抗拉、抗剪、抗弯与抗压作用，以此来提高地基的承载力，增加地基的稳定性，减少沉降。加筋土一般适合在人工填土的挡墙结构或路堤使用。锚定板、土钉、土锚适用于土坡稳定；树根桩能够稳定土坡的支挡结构，适用于各类土；土工合成材料一般适用于粘性土、砂土与软土；碎石桩、砂石桩、砂桩适用于疏松砂性土、粘性土、人工填土。

4、排水固结法。设置垂直排水井，来使地基的排水条件得到改善，同时采取抽气、加压、电渗与抽水等措施，以使地基土的强度与固结加速增长，使地基土稳定性得到迅速提高，同时使沉降可以提前完成。常用的方法主要有真空预压法、堆载预压法、电渗排水法、降水预压法；该方法比较适合对厚度较大的冲填土地基与饱和软土进行加固处理，但是对于厚的泥炭层必须要慎重对待。

三、建筑结构抗震设计问题分析研究

当建筑场地发生地震时，如果建筑物的自振周期和场地的特征周期接近，建筑物和场地就会发生共振。因此在建筑方案设计时就应针对预估的建筑场地特征周期，通过调整结构的层数，选择合适的结构类别和结构体系，扩大建筑物的自振周期与建筑场地特征周期的差别，避免共振的发生。当建筑场地发生地震时，如果建筑物的自振周期和场地的特征周期接近，建筑物和场地就会发生共振。因此在建筑方案设计时就应针对预估的建筑场地特征周期，通过调整结构的层数，选择合适的结构类别和结构体系，扩大建筑物的自振周期与建筑场地特征周期的差别，避免共振的发生。

四、建筑结构耐久性设计问题分析研究

相关工程规范规定结构需要承受的荷载标准值和规定的材料强度系数与荷载分项系数是关系到结构构件使用耐久性的两大因素。其中，材料强度系数是缩小结构构件材料的强度标准值，以此计算确定构件固有的承载力。荷载分项系数是将荷载标准值加以放大，以此确定荷载对构件的作用。在给定标准荷载作用下，这两项系数体现了结构构件的安全度，在可靠度设计方法中体现了一定的可靠指标或名义失效概率，其系数越大，则安全度越高。

五、结语

建筑结构是建筑物的空间骨架系统，是抵御自然界的各种作用，诸如结构自重、使用荷载、风荷载、地震作用等，因此，必须合理选择结构的材料和受力体系，精心设计、精心施工、保证结构的安全性。建筑结构设计的安全性是非常重要的，所以设计人员在其设计过程中，应该遵守国家的相关规定，从建筑结构的承载力、耐久性等多方面因素考虑，保证建筑物的结构安全可靠、经济美观，同时也为我国的建筑规范的建立健全做贡献，为将来的建筑事业的蓬勃发展而努力。

参考文献：

[1]肖燕武.浅谈建筑结构设计的安全度.科技创新导报，2007

[2]焦东轶.浅析土木建筑工程结构的安全性与耐久性设计.科技创新导报，2009

[3]孙立新，黄曙华.建筑结构设计过程中安全问题的控制与管理.价值工程，2010

[4]何宝玲.建筑工程结构设计的安全性.中国科技博览，2010