建筑结构设计的复杂性和安全性

建筑结构设计的复杂性和安全性

韩东宾,郭宝栋

青岛宏泰达工程科技有限公司           山东 青岛266000

摘要：在城市化进程加大的背景条件下，极大地提高了建筑数量和建筑规模。对于一些大型的建筑工程项目，其在优化结构设计时需要考虑多个影响因素，如：建筑使用的功能性；建筑结构的安全性；结构设计的复杂性等。因此，重点对这些影响因素进行有效的设计和提出相应的解决方法，将为提升建筑工程项目的安全性等提供重要保障。大型建筑工程项目在开展结构设计时应对当前建筑结构设计的复杂性有初步的认知，从多个方面做好结构设计的工作，强化细节性的设计，注重优化结构设计的安全性问题，从而为之后的项目施工全过程奠定坚实的基础保障。

关键词：建筑结构设计；复杂性；安全性

引言

安全等级是判断建筑结构设计是否达到标准的要求，通俗的说法也可以叫做可靠度。安全等级就是在建筑工程的应用中，其所能够承受的全部外部荷载以及外部不良灾害影响下建筑是否能够达到稳定的标准，避免发生坍塌等损害的情况，从而保证建筑工程的安全性，保护人民的生命健康安全。要想保证建筑工程结构设计安全度合格，提高人员设计水平和素质，保证结构设计更具安全性。

1建筑结构设计在建筑中的现实意义

作为结构设计师，必须了解结构设计对于建筑物的重要含义。首先，合理的结构设计必须保障人民的生命及财产安全。同时，所有建筑商都希望保证安全的前提下最大限度地控制建筑成本。这需要通过对建筑结构的科学优化来实现。现代建筑相对于传统建筑的现实意义在于结构优化后在一定程度上降低工程造价，平衡建筑各项指标，保证建筑材料的合理使用，并且可以提高建筑的经济实用性。

2建筑结构设计安全度的概念分析

建筑结构设计安全度对于建筑工程安全性有着至关重要的作用，建筑结构是组成建筑的主要部分，影响也是最大的，根据建筑结构破坏的后果展开分析，其主要从下述几点了解：社会、生命安全以及经济损失。与之相对应的，建筑结构安全性也会分为三个等级，一般常见建筑物的安全等级为中间等级，特别重要的建筑物增加一个等级，而次要的建筑物则可以根据情况降低一个等级，所以我们常见的建筑物安全等级一般为二级，也就是中间等级。一般情况下同一种类型建筑结构主体及结构构件安全等级是完全相同的，但是也有特殊情况，要结合实际状况做出适当的改进，综合分析若主体结构破坏后产生的社会、经济等方面的影响做出改变。如果有些次要建筑的结构部件发生损坏后不会给建筑物美观性带来影响，也不会影响结构的质量，满足规范的前提下可以适当加减小一个等级。从安全性方面出发进行分析，结构设计中必须考虑到建筑的安全性，从而达到适用性、耐久性的要求。根据建筑结构耐久性、安全性方面的要求，说明安全度在建筑设计中有着极为重要的作用，把一些可能存在的变化因素考虑到，确保建筑工程结构的适用性、耐久性符合要求，完全达到建筑工程的安全标准。

3做好建筑结构设计的复杂性和安全性的对策和建议

3.1重视结构概念设计

概念设计是建筑结构设计的核心内容，做好概念设计的整体把握是提高建筑结构设计水平的重要手。由于地震及地震影响具有不确定性，震害发生过程较为复杂，结构计算模型与实际情况存在客观差异，所以结构设计者不能盲目迷信模型计算数据，更需要站在全面把握本质的高度来思考问题。抗震的客观本质是采用合理的体系，采用规则的结构布置，保护关键部位，从而保证结构的抗震性能。首先，设计合理的结构体系意味着优先采用耗能强、延性好的多道防线体系，这样的体系承载力、刚度和延性较为均衡。例如剪力墙结构、框架剪力墙、框架筒体结构。尽量避免合法但不合理的结构形式，例如在高烈度和山地地区避免采用底部框架砌体房屋、高层框架结构，更应注意避免单跨或含较多单跨的框架结构。其次，尽可能采用规则的结构布置，采用清晰合理的传力途径，避免造成结构扭转、平面开洞、立面凹凸、竖向构件传力间断等不规则问题。再者，保护关键部位意味着结构设计人员应充分把握住结构体系中的关键部位和结构构件。例如：竖向构件的加强部位、楼面结构的加强部位、地基基础的加强部位等。尤其是当结构规则度较差时，通过措施保护特殊关键部位以避免木桶效应，防止结构在最薄弱位置发生震害。对于特别不规则的结构采用弹性时程分析和整体性能化设计；对于具有局部不连续、平面不规则的楼板，无梁楼盖以及厚板转换的结构，进行地震作用下楼板应力分析；对于结构长度超过伸缩缝最大间距要求的结构，可进行温度效应影响分析；大跨度楼盖、大悬挑部位楼盖、大跨度连廊和天桥可进行舒适度分析；存在穿层柱时，可进行稳定性分析和相关构件抗震承载力分析；悬挂结构、连体结构、大跨度空间等结构可根据施工工艺对结构受力的影响进行专项分析。

3.2优化建筑主体结构

实际设计过程中，需将工作重心放在对房屋建筑安全性、实用性的提升上，保障建筑结构的整体承载能力达标，在此基础上进行建筑质量优化。若环境条件欠佳，应尽可能地防止因外界不良条件而导致的建筑结构性破损，以免产生建筑倾斜、塌陷及沉降等问题。针对此，需考虑到剪力墙结构对建筑稳定性的重要影响，可由此入手来展开优化设计，使建筑质心和刚心重合。具体而言，减少剪力墙数量及增大剪力墙长度是最为常见的优化策略，可借此来保障建筑结构稳定性及安全性。一般而言，优化剪力墙设计时钢材的使用量会相应增大，建筑成本也有所提升。后续应当将在提升建筑结构稳定性、安全性的同时，在合理范畴内压缩材料成本造价，并节约材料使用量。

3.3提高抗震性能

抗震性能是指建筑在地震发生过程中具备的承载能力、耗能能力、刚度能力和变形能力，其与建筑结构设计中的安全等级具有直接的联系。在工业与民用建筑结构设计中，建筑企业和建筑单位需要重视建筑的抗震性能设计，合理地进行建筑结构中的抗震设计，以提升建筑结构设计的安全性。（1）增强建筑设计人员的抗震意识，使其能够严格按照抗震设防的要求进行抗震设计，提高建筑在地震条件下的稳定性。在此过程中，设计人员需要对建筑工程场所周围的地震物质、地震活动性和地形变等进行研究，科学分析工程设计中有关抗震设防要求的资料和地震参数，根据结果确定建筑工程的抗震设防要求。（2）建筑设计人员需要把握抗震设计的合理性，严格按照抗震设计规范进行抗震设计，以提高建筑工程的抗震性能。在此过程中，设计人员必须根据抗震设防要求和规定进行设计，通过设计多道抗震防线或提高结构的强度和延性等，确保建筑工程的抗震性。（3）在建筑结构的施工过程中，必须按照相应的施工标准进行，避免因质量不达标而破坏建筑的抗震性能。

结语

由上可得，建筑结构设计的重要性不言而喻。在进行结构设计时，有关设计人员一定全面细致收集计算信息，认真掌握结构概念，分析结构设计过程中所存在的问题，并想办法根据实际情况进行解决，相关的措施方法一定要满足规范、标准的要求，务必保证建筑结构设计的科学性以及合理性。

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