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摘要：建筑工程的安全性始终是衡量工程综合质量的重要指标，建筑物的基本原则是“实用、坚固、美观”，其中坚固就与安全性有着必然的联系。笔者结合多年的工作经验，认为要提高建筑物的安全性，就必须要在结构设计中树立正确的观念、提高结构的合理性、均衡安全与经济性、重视结构的耐久性。以下本文对此进行了分析研究，并就结构设计中一些问题进行了讨论，以供同行参考和借鉴。
关键词：建筑结构设计；安全性；探讨
1 树立正确的设计观念，提高结构的合理性
（1）夯实理论基础，重视概念理解。结构设计并非只有“规范”和“计算”这两样，更需要深厚的理论基础和对概念的正确理解。目前，结构计算几乎都依赖软件计算，但软件的发展总是滞后于设计实践，不少人都经历过一些外观新颖、造型独特的结构难以利用软件进行计算的情况，于是一些人抱怨软件更新太慢。实际上软件也只是工具，软件计算结果最终还是要靠力学概念和工程经验进行判断，尤其在结构安全性、合理性判断方面。离开软件就不会计算的毛病有害无益，应下决心深耕理论，重视概念的理解和运用。
（2）深入现场前线，寻求主动配合。结构设计是一门实践性很强的学科，需要在实践中不断探索来提高设计水平，同时又要深入实践才能获取第一手资料。以抗震设计为例，如果不到地震前线并亲临现场，很难深刻认识地震的危害以及结构破坏形式。土木工程建设涉及众多专业，不同专业之间需要通过有效的配合才能共同协调好结构安全与经济、适用、美观的关系。结构设计应始于建筑方案设计阶段，好的建筑方案离不开结构工程师的参与和创造性的开拓工作，因此应注重主动配合和积极参与，而不是总是被动地去配合。
2 均衡建筑物的安全与经济，重视结构耐久性
（1）安全性固然重要，也要考虑经济性。结构安全是综合性问题，也就不是几项指标达到了就能解决了安全与耐久性问题。例如为了提高结构安全性，片面地增加钢筋、水泥用量，造成资源的很大浪费。正确做法是在科学受力分析的基础上选择合适的结构体系，以钢筋混凝土结构构件设计为例，除了要综合考虑截面形状、布筋形式、材料用量、结构尺寸等参数，还要注意建筑高度和高宽比方面的限值。南方地区普遍采用框架结构，但框架结构的整体侧向刚度较小，考虑抗震要求建筑高度不宜太高。现在大量工程实践已经表明，在地震设防要求较高地区，采用纯框架结构，即使控制指标满足规范要求，结构受力上也不合理、不经济，梁、柱截面偏大，钢材用量多，结构侧向位移大，抗震性能较差。这种情况下选择框架-剪力墙或框架核心筒等结构体系更为有利。
（2）设计安全性，须重耐久性。我国结构设计规范比较注重荷载作用下的结构强度要求，这当然没有错，但环境因素作用下耐久性考虑不足仍对建筑安全性影响较大。须知，建筑物应在使用年限下结构性能衰减之后仍然保持足够的安全性，但很多混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土受到侵蚀，其结构受到破坏的程度已经超过了安全承载限度，这也是一些建筑受到不太大震级却损毁严重的重要原因。因此，应重视结构耐久性，换句话说结构安全性应是可以耐久的安全性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆注重结构耐久性，应从以下几个方面加以改进：改善技术标准和管理体制，提高结构设计的耐久性水准，采用以人为本的科学化管理方式，通过技术创新降低工程失效风险；结构设计和施工严格遵守现有技术规范；加强结构设计和施工的安全监管；对建筑物定期进行安全检测等。
3 结构设计中的常见安全性问题分析
（1）地基基础设计中的问题。随着高层建筑越来越多，出于建筑物安全性能的要求，桩身强度等级逐步提高。但是一些工程设计中通过提高桩身混凝土强度等级来减少桩径的做法却可能产生安全问题。如果采用预制桩，例如PHC管桩、PC桩，其混凝土强度已达到C60以上，桩径减小的确带来可观的经济效益，然而对于灌注桩来说，盲目提高混凝土强度来减小桩径安全性就很难保证，因为灌注桩的施工条件难以精确控制，混凝土质量不易保证，而桩径减少必然安全性能下降。因此，灌注桩尤其是直接与土、水接触的桩，其强度等级不宜超过C40。同时，主筋保护层不宜太小，一般灌注桩的主筋保护层厚度不应小于35mm，水下灌注桩主筋保护层厚度不应小于50mm。确保主筋保护层厚度可防止钢筋锈蚀，提高结构耐久性。
（2）混凝土结构板刚度突变处构造加强问题。在混凝土结构板刚度变化之处应当采取构造加强措施，例如地下室顶板、裙房顶板、转换层楼板及嵌固点处的板，其板厚应大于180mm，并设置双层双向拉筋，对于单层单向配筋率不得小于0.25%。但结构设计中常忽略这一点，以致带来安全隐患。在混凝土结构板竖向刚度变化处，发生地震时水平地震力的传递，会在刚度突变处产生应力集中，如果不采取构造加强措施，此处很容易受到破坏，因此这种情况应当得到足够重视。
（3）不合理设计影响框架结构“强柱弱梁”实现的问题。在钢筋混凝土框架结构中，“强柱弱梁”是保证框架结构抗震性能的重要措施，也是框架结构抗震设计不容忽视的技术手段，但在实际设计时由于对影响“强柱弱梁”因素估计不足，这一手段可能无法真正实现。影响“强柱弱梁”实现的主要因素包括：梁端负弯矩太大，以致框架柱强度相对不足；梁端正弯矩与邻跨梁端负弯矩构成“强柱弱梁”验算的梁端力偶，故此梁端正弯矩取值太大，同样影响“强柱弱梁”的实现；梁端楼板配筋不合理，加大了梁的刚度，影响“强柱弱梁”的实现；梁端实配钢筋数量直接影响梁端受弯承载力，进而影响“强柱弱梁”的实现。在结构分析计算时，梁端负弯矩计算时不考虑柱截面尺寸对构件内力的影响，但是计算构件抗力时采用梁端截面，由于抗力与效应计算截面不同，截面位置不一致，加大了梁端截面配筋数量，导致“强柱弱梁”实现难度增加。再如验算梁端裂缝宽度时，内力取值与实际截面位置不一致，也会造成梁端弯矩计算过大，裂缝宽度超过实际值，并且加大了梁端配筋，对“强柱弱梁”的实现也不利。因此，在结构设计中应正视这些因素的影响，例如考虑采用结构塑性内力重分布的方法，利用柱边缘梁端内力设计值，在程序计算时设置梁静跨单元，可改善“强柱弱梁”的计算结果。同样，构件裂缝宽度验算也可考虑这种方法。考虑梁端配筋时，应区分梁跨中截面配筋要求与梁端截面梁底配筋的概念差别，适当控制梁底钢筋进入支座的数量。严格控制梁端实配钢筋的数量，避免超配也是实现“强柱弱梁”的重要措施。
4 结束语
建筑结构的安全性是由设计水平、施工水准以及正确使用所决定的。其中设计水平是建筑结构安全性的起点，结构设计缺陷所带来的不安全性是决定性的，很难通过施工和使用扭转。结构安全性还与经济适用性、耐久性有着紧密联系，部分建筑工程因过于注重经济性而损害了安全性，耐久性考虑不足也会带来安全性问题。可见，结构设计中的安全性牵涉到多种因素，如何把握好这个“度”非常关键。
参考文献：
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[2]宿宗英，赵丽艳.在建筑结构设计中如何提高建筑的安全性[J].科技资讯.2010（20）
[3]张富祥.建筑结构设计之我见[J].中国新技术新产品.2009（12）
[4]周超.高层建筑结构体系与结构设计[J].企业科技与发展.2008（10）
论文作者:周立和
论文发表刊物:《基层建设》2015年16期供稿
论文发表时间:2015/12/8
标签：结构论文; 安全性论文; 结构设计论文; 耐久性论文; 截面论文; 弯矩论文; 刚度论文; 《基层建设》2015年16期供稿论文;