试论如何在建筑结构设计中提高建筑的安全性

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　　摘    要：建筑的结构设计形式会从根本上决定建筑的运行安全性，所以要求结构设计工作要完全按照相关规定设计和规划各项工程参数。基于对建筑结构设计过程常见安全性影响因素的分析和探究，本文提出针对这些问题的解决方法，以最大限度提高建筑的结构设计安全水平，防止发生施工以及建筑投入使用后的安全事故。
　　关键词：建筑机构设计;建筑安全性;结构设计方法
　　1  引言
　　建筑的结构设计中要完成基础部分的设计、建筑框架的设计、建筑的外部设计等多项任务，要求所有这些结构的设计项目都要满足安全性要求。在详细的设计过程，可以把结构分类成电气结构、承力结构、外层结构、其余辅助性结构。不同结构的设计问题都会对建筑安全性造成影响，要全面规避这类问题。
　　2  建筑结构设计中能够降低安全性的因素
　　2.1  电气结构影响
　　电气结构的安全性一方面体现在对于各类电气设备的深度保护，严格防止设备日常运行中出现脱落问题，另一方面要提高整个系统的安全保障系统健全性，尤其是消防系统的建设，考虑在墙体上装配隔热层，防止在短时间内火灾大范围蔓延。
　　当设计的结构中存在设计缺陷时，电气设备的综合防护质量降低，甚至出现空调外挂机脱落等安全事故[1]。对于建筑结构中的高低压电井来说，要分析线缆承托钢架的固定稳定度、电井墙体中的消防设施配置水平等，提高安全保障水平。
　　2.2  承力结构影响
　　承力结构的安全性会从根本上决定建筑的运行寿命、使用中的安全程度等，要求所有的承力结构都要能够具有高水准的承力性能。目前建筑中的主要承力结构包括剪力墙、联系梁、地基中的灌注桩以及承台等，所有结构的安全性可以被保障时才能够让这一系统处于稳定运行状态。安全性降低因素包括剪力墙的宽度较低、厚度较小以及墙肢长度参数不合理等，会在外部载荷的作用下导致剪力墙受力不均，导致整個系统出现安全问题。
　　2.3  外层结构影响
　　建筑结构设计中必然要考虑保温隔热材料的配置、材料的施工方法、相关材料的质量监管形势等，从而让整个工程能够处于安全运行状态。安全性减低因素在于，一些保温隔热材料的防火等级不符合建筑防火等级要求，在建筑发生火灾时，会在短时间内大范围蔓延，导致建筑的消防能力大幅度下降。另外一些建筑的外墙结构也具有承力性能，当该结构的设计参数存在严重缺陷，尤其是在遭受外部不平衡载荷的情况下，建筑的安全性能下滑[2]。
　　3  建筑结构设计中提高建筑安全性的方法
　　3.1  电气结构设计
　　在目前的电气装备设计中，要求低层建筑可以在外部墙体上直接安装电气设备，而高层建筑的外部电气设备，要求不可直接悬挂，要装配到专用的室内空间。对于这类结构的设计工作来说，需要完成整个系统的作业水平和工作形式探讨工作，以提高对于电气结构的安全防护质量。对于中低层、高层以及超高层建筑来说，需要在建筑内部设置高低压电井，实现对各个楼层内部空间的辐射状供电。
　　电气结构的设计过程，最核心的设计工作是建筑高低压电竞的消防性能、内部的自动消防系统、电气系统的辅助性设施等。对于建筑高低压电井的设计过程，要在电气工程师的带领下，分析各个不同楼层的线缆装配方法，并分析各类线缆的装配方法、承托形式以及是否需要穿越墙体，设计过程要详细研究这一工作系统的实际作用水平。此外考虑到高低压电井的消防能力提高方式，要在电井中的墙体上配置吸热材料，延缓热量的释放速度，尤其是含有钢筋墙体，要在钢筋的外部配置吸热材料包，同时在钢筋的表面设置隔热设施，以防止在发生火灾时钢筋温度在过短时间内提高，让形成的“烟囱”效应导致住户无法技术疏散。
　　3.2  外层结构设计
　　我国的建筑行业要求建筑要具备保温隔热能力，尤其是对于北方建筑，保温隔热材料经过了多年的研发和升级，目前技术方面较为成熟，通常情况下该建筑材料具备较高的防火性能，但是在一些特殊因素的作用下，采用的保温隔热材料消防性能远低于我国目前制定的各项指标，今后的建筑结构设计中要全面防范这一问题。
　　具体设计过程中，最核心的是确保选择的材料本身具有极高的防火性能，要求选择的材料不但可以和当前的建筑外墙紧密贴合，其本身的防火性能也要能够符合规定要求，方可确保建筑的外层结构起到应有的消防效果。此外在外部结构的设计过程，要研究保温隔热材料脱落问题的诱发因素，比如外部结构的不平整、结构本身的直角边数量过多等，当保温隔热设施的整体性水平下滑时，会提高材料脱落问题的发生几率。实际分析过程中，要进一步研究外部建材的具体铺排施工质量，研究所有材料的施工方法和质量管理工作形式，虽然这类考虑因素并不直接属于结构设计工作任务，但是和结构设计息息相关。
　　3.3  承力结构设计
　　承力结构的设计标准经过了多年的发展和更新，同时新的设计专利技术大量出现，目前的承力结构思路也大范围变革，要求严格按照采用方法的要求研究工作，确定承力结构的各项参数。
　　首先要分析地基结构的各项设计参数，以灌注桩的设计过程为例，分析的参数建筑建设区域的地质条件、建筑的框架设计思路、建筑的抗震等级等，之后核算灌注桩的直径、长度、内部配置钢筋的各项参数等参数，同时根据建筑的地上部分特征和建筑占地区域，研究建筑的灌注桩配置数量和配置位置，根据建筑的自身重量、重心、重力分布特征完成地基结构设计工作，并根据建筑的抗震等级设置建筑的抗震阻尼器。
　　其次研究建筑的框架结构，无论是框筒结构还是多层框架结构建筑，都涉及大量联系梁结构的使用，设计中要分析的参数包括联系梁的长度、直径、最大允许变形量、建筑的挠度参数等，之后采用多体动力学技术分析不同联系梁在该自由度下允许参数变化水平，方可确保这一参数处于稳定运行状态。最后则是剪力墙、建筑外墙等功能性墙体结构的设计，在考虑墙体建设成本的情况下，根据该建筑的抗震等级、当地风力条件、建筑的高度等参数，分析剪力墙的配置形式，研究的参数包括剪力墙的长度、厚度、高度、墙肢长度等，并确定混凝土标号和钢筋参数，提高剪力墙的承力上限。
　　3.4  其余系统设计
　　建筑的结构设计过程除了针对框架结构的设计工作，也包括建筑外部保温隔热材料的设计、内部供配电系统的设计等，要求所有子系统都要在具备安全性的情况下才可通过验收，本文认为在具体的设计中，需要重点分析建筑外墙保温隔热材料的设计工作。首先选用的施工技术要满足该材料的装配质量提高思想，并按照当前的施工标准和施工方法完成任务。其次要分析具体选用材料的防火性能、难度等，防止由于自身性能中存在的缺陷导致消防性能严重不足。最后则是该材料的进场检查体系设计，包括样本破坏性抽样、潮湿度检测等，严格防止出现材料上的以次充好问题。此外在后续的设计过程，也要研究各类施工器械的进场时机、设备操作方式等，防止实际施工质量不足。
　　4  结论
　　综上所述，建筑结构设计中常见的安全性影响因素包括承力结构设计缺陷、外层结构设计缺陷和电气结构设计缺陷等，建筑的寿命和稳定度都大幅度下降。解决问题的方法是在了解建筑用途、投入成本的基础上，分析各个结构的用途，在了解相关规定的基础上完成各项设计任务。
　　参考文献：
　　[1] 任强.如何在建筑结构设计中提高建筑的安全性[J].建材与装饰，2019（32）：89～90.
　　[2] 王海燕，王海骄.提高房屋建筑结构设计安全性的研究[J].工程建设与设计，2019（20）：18～19.
　　作者简介：
　　华直元（ 1987—）男，本科，工程师，从事结构设计工作。
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