谈土建结构设计中如何把握结构安全

谈土建结构设计中如何把握结构安全

谢超

中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司 广西南宁 530006

摘要：在建筑工程项目中，土建结构设计是十分重要且具有一定难度的，土建结构设计的优劣对建筑工程施工的质量、水平提升有着重要的价值意义。充分了解土建结构的安全要点，提升结构设计中的结构安全性，有助于我们更好的控制建筑施工的安全管理，提升建筑工程领域的安全性。

关键词：土建结构设计；结构安全

在我国工程技术高速发展的时代背景下，近年来仍有较多的安全事故发生,究其原因，主要体现在土建建构的安全性与耐久性上。由于土建结构设计的不合理不合规、加上部分现场的施工过程未遵守技术规范,违反相关强制性规定,导致土建项目的结构安全性与耐久性未达设计要求而引发的事故，严重影响了人民群众的生命和财产安全以及社会稳定。因此，对土建结构设计中如何把握结构安全等相关问题进行研究，具有现实意义。

1 土建结构设计与结构安全概述

土建结构工程规模的扩大和数量的增多，在一定程度上促进了我国城市发展和社会建设。在工程建设中，土建结构工程是非常重要的基础工程，因用途和结构独特，其安全性与耐久性直接影响整个工程质量。土建结构一般是最重要的就是安全性要求，这是土建建筑物最­主要的要求之一，土建结构的安全性性能决定了土建的结构是否具­有操作性，决定了建筑物能够正常使用等，如果想要加强土建工程­项目的安全性因素，就应该从土建项目的设计开始做好准备工作

结构工程的安全性，是建筑物以及构筑物等工程建设各种质量指标中最为重要的指标之一，其意义是指在内部与外部因素作用下不会坍塌，进而达到内部人员不会受伤害。有3个体现：第一、结构承载能力的安全性；第二、结构的整体牢固性；第三、结构的耐久性。在我国现行的技术标准中，与国外发达国家对比，安全标准相对较低，例如与国际著名的美国AASHTO标准进行对比，我国规范对车载设定值为140%，而AASHTO标准的设定值为175%，我国标准偏低比较大。同样在材料强度的内容中，安全系数也明显偏低。影响结构构件安全的因素有很多，其中关系主要有2个因素：一是荷载，即规范中单位面积内承受荷载的多少，例如我国在上世纪50年代以来，规定的楼板承重是每平方米150公斤，（目前最新的规范已设置为每平方米200公斤），而在美、英两国分别为每平方米240公斤、250公斤，相对英美两国，我国标准值明显偏低。二是荷载的分项系数以及与材料强度系数的数值，荷载分项系数是在已知荷载对构件的情况下，对荷载标准值进行一定比例系数放大，而材料强度系数是已知构件的承载能力时，把构件的强度系数缩小一个比例。这些比例的值，可以直观的标识构件在已知负载环境下的状态，在安全设计工作中通常称之为安全系数，标识了结构稳定性能；而在可靠度设计，亦可以称为分项系数，标识了特定的可靠性指标。安全系数或分项系数的值越大，也就通常是意味着安全程度会越高。整体牢固性是建筑结构的重要影响因素，其意义是指结构在出现局部破坏时，不会因局部的问题而引起连锁反应，造成大面积坍塌破坏的能力，整体牢固性是为构筑物的维护提供基本的保障，在地震、爆炸等重大灾害事故发生时，整体牢固性可以大大减轻灾害损失。良好的整体牢固性主要依靠构筑物自身良好的延展性能以及必要的冗余度。2008年5月12日汶川大地震造成巨大伤亡和财产损失，与汶川当地的房屋以及其他建筑年久，结构简单，整体牢固性差是造成巨大伤亡的直接原因。2016年11月24日，江西丰城电厂倒塌事故也是在结构强度与整体牢固性未达到设计要求时，作业人员违规拆除模板，继而造成筒壁的混凝土和模板体系不断的倾塌坠落，最终酿成造成73人死亡、2人受伤，直接经济损失超过1亿元的悲剧。

此外，结合当前土建工程施工设计的实际情况来看，土建结构设计的耐久性也是其中一项十分重要的参考指标，是衡量土建工程安全、稳定性的重要依据，与土建结构设计中的安全性是相互结合的。土建结构设计的耐久性与土建工程建筑施工的使用寿命有着直接的联系，为了进一步的提升土建工程的质量，就必须重视相关土建结构设计的耐久性，做好土建结构设计前的测量、勘探与准备工作，在实际的施工中还需要结合不同施工的需求做好施工过程的管理以及施工结果的检测，从而确保土建结构的耐久性得到保障。

2 土建结构设计中如何把握结构安全

2.1 确立标准、加强技术规范

面对诸多的土建工程事故案例，安全性与耐久性的问题急需要从规范上进行解决，目前我国现行的技术规范中的安全系数要求不高，与发达国家的技术规范仍然国际先进标准存有不小的差距。结合我国国情，以及可持续发展目标和提高工程建筑的耐久性要求，在工程建设人员、材料、施工机械等条件已取得改善的前提下，结构的安全设置水准应适度提高，以结合新时期的需求，加强我国技术规范的制定。虽然土建工程具有强烈的个性，每个工程都有自身的具体特点，然而通过制定统一技术规范要求，才能实现建设工程的标准化施工，为项目投资提供客观的依据。

2.2 注重相关土建工程结构安全设计意识的培养

想要进一步做好当前土建结构设计的相关工作，优化土建结构的安全性，就需要我们注重安全设计意识的培养，提升结构设计人员的安全设计意识，在实际的过程中需要注意以下几个方面的内容：第一，土建结构设计前要做好施工地点环境的勘探以及信息的收集工作，综合实际建筑工程的施工要求以及环境的限制做好相应的设计工作，确保设计安全性；第二，土建安全性设计要综合考虑多种安全性影响因素，不能仅局限于单一的施工方式和成本控制，对土建结构的耐久性以及牢固性做好严格的设计标准。

2.3 做好土建结构安全性的评估检测工作

想要土建结构设计达到良好的效果，就需要结合相关结构的标准进行结构评估检测工作。结合当前国家建筑工程施工质量的检测标准，想要的土建结构施工中的每个环节都要进行及时的评估与检测，及时发现土建工程结构可能存在的问题并予以处理和解决。

2.4 优化土建结构的施工设计

首先，优化土建结构荷载。严谨测算相关数据，不可以盲目的根据自身经验设计荷载，可适时组织住地居民和专家学者进行可行性分析。同时，必须根据土建结构各个层面的应用功能，来精确计算荷载值和每层的载重情况，进而得出精确结果；第二，优化土建结构保护层的厚度。混凝土的耐力和强度直接关系着保护层厚度，设计人员应高度重视混凝土的水溶性，保证进水设计的耐久性，从而确保该处混凝土不会因为长期浸润而影响质量；第三，优化设计的砌体构造。严格按规定设计预制、现浇和框架，或将各种方式进行统一的砌体构造，好比在进行卫生间、地下室和厨房设计时，应区别于与其它区域的砌体构造。

3 结束语

随着我国社会经济的进一步发展，建筑领域作为人们生产生活必不可少的基础领域也得到了极大的发展和提升。由于当前社会对建筑工程施工的质量、建筑功能、建筑安全稳定性等要求的日益增加，做好建筑土建结构设计，优化土建结构设计的安全要点，对于满足当下建筑工程领域的发展有着重要的积极作用。结合当前土建结构设计领域的实际，我们依然面临着一些实际的问题，需要我们结合不同建筑工程施工的实际情况，结合施工环境与技术的限制，优化分析土建结构的技术，改进土建工程的安全性与耐久性，促进建筑领域整体质量的提高，促进建筑行业的整体进步与发展。

参考资料：

[1] 孟茹.探析土木工程结构设计中的抗震安全性设计[J].城市建筑，2018（24）：134.

[2] 杨年涛.结构设计优化在建筑结构设计中的应用[J].建筑工程技术与设计,2020(05):192-193.