建筑结构设计过程中安全问题的控制与管理研究

【摘要】建筑结构设计在整个项目工程中起着至关重要的作用，建筑结构设计的好坏，直接影响到项目工程的质量，不科学的设计往往会引发安全事故的发生。建筑结构的科学设计是建筑项目工程质量的重要保障，也是减少或者避免施工过程中安全事故发生的重要举措,因此，在建筑项目工程进展中，必须高度重视其结构的设计。在建筑结构设计过程中，安全是第一位，只有保证相关人员以及相关财产的安全，结构设计才有可能发挥出它真正的价值。本文从现代建筑结构设计的理念入手，着重研究建筑结构设计过程中安全问题控制与管理的措施。

【关键词】建筑;结构设计;安全;控制;管理

1.前言

随着社会经济的不断发展，建筑行业得到迅速的发展，伴随建筑行业迅速发展是不断突出的安全问题，据相关数据统计，每年有成千上万的人死于建筑施工中。建筑结构设计是引发建筑安全事故的重要原因，因此，在建筑项目工程进展中，必须高度重视其结构的设计。在建筑结构设计过程中，安全是第一位，只有保证相关人员以及相关财产的安全，结构设计才有可能发挥出它真正的价值。

2.现代建筑结构设计理念

现代建筑结构设计主要指建筑师或者工程师使用板、墙、梁、柱、楼梯以及大样细部等一些重要的结构元素来组成建筑物的结构体系，建筑物的结体系主要包括横向的承重与抗力体系、纵向的承重与抗压体系[1]。

现代建筑结构计算阶段是结构设计中一个重要的环节，它包括三个方面的计算。第一，结构设计中荷载的计算。结构设计中的荷载主要包括外部的荷载以及内部的荷载。外部荷载主要包括雪荷载、风荷载、地震荷载、施工荷载、人防荷载以及地下水荷载等等，内部荷载主要包括使用荷载、装修荷载以及结构自重荷载等。荷载的计算必须按照相关的规定或者要求进行，主要选择准永久值系数以及不同组合值系数，对不同工况下进行组合计算。第二，结构设计中构件的试算，既按照荷载值构造方法相关的要求，采取各种试算方法进行构件截面的初步确定。第三，结构设计中内力的计算。内力的计算主要按照相关的荷载值以及试算时所确定的构件截面进行计算，它包括剪力、拉力、扭矩、弯矩以及轴心压力的计算等等。第四，结构设计构件的计算。在进行构件的计算时，都会受到一定的限制，比如受到剪跨比、挠度、跨高比、轴压比、以及裂缝的限制等等。在计算构件时，必须充分考虑到这些因素，并且构件的计算必须遵循相关的要求，如达不到要求，则需对构件截面进行相应的调整，直到达到相关的要求才可进行构件的计算。此外，构件的计算不能忽视结构内力，只有在结构内力基础上计算出来的构件，才有可能达到相关的安全度。

3.建筑结构设计过程中安全问题控制与管理的措施

3.1从高层建筑整体设计方面对安全问题进行控制与管理

3.1.1高层建筑结构平面与立面形式的选择。

高层建筑的三心，主要指建筑的结构重心、建筑的刚度中心以及建筑的几何形心。三心设计是高层建筑结构设计中最重要的环节，三心设计不好，会直接影响到整个高层建筑的质量，引发相关的安全问题。在三心设计中，应尽可能的使三心聚在一点上，实施三心的合一。扭转问题是设计时三心不合一的直接后果。扭转问题主要指在水平荷载作用下建筑结构出现振动扭转等现象，在水平荷载载荷条件下可能对建筑结构造成一定的危害。高层建筑的平面设计不宜过于复杂，应尽可能的选择一些简单以及对称的形式[2]。无数的事实表明，高层建筑的平面设计过于复杂、内凹或者外凸的过多、出现不对称的现象等都是引发震害的重要原因。

3.1.2侧移以及振动周期的设计

在设计侧移以及振动周期时，应做到两点，即对结构自振周期实施合理的控制，对结构自振周期进行必要的控制，使结构自振周期能够与场地的特征周期错开来。

高层建筑的自振周期(T1)应该在以下范围内：剪力墙、筒中筒结构：T1=(0.04～0.10)N;框-剪、框-筒结构：T1=(0.08～0.12)N;框架结构：T1=(0.1～0.15)N;N 表示结构层数。结构第二周期、结构第三周期应该在以下范围内：第二周期：T2=(1/3～1/5)T1;第三周期：T2=(1/5～1/7)T1。

当建筑物的自振周期与场地的特征周期比较接近时，在发生地震的时候，建筑物与场地就有可能出现共振的现象，建筑物因此出现倒塌等现象，因此，在对自振周期进行设计时，应尽可能的将自振周期与场地的特征周期错开来，这样在发生地震时，建筑物与场地就不会出现共振的现象，减少或者避免建筑物的倒塌，减少安全事故的发生[3]。

3.2从屋面梁配筋数量方面对安全问题进行控制与管理

在建筑结构设计过程中，一些设计人员为了贪图方便，在对建筑的屋面梁进行设计时，直接参照建筑下层梁的尺寸，因此可能出现设计配筋相对少的现象，这样在受力作用、混凝土收缩作用以及温度变化的作用下，建筑的屋面梁可能会因为配筋的过少而导致建筑裂缝宽度的增大。

在对建筑梁的设计时，必须确保钢筋骨架的刚度，确保梁能承受相应的收缩应力以及相应的温度，以避免梁腹发生比较大的裂缝，因此在设计时必须考虑建筑梁腹板的高度与间距以及纵向受力钢筋的间距[4]。当建筑梁腹板的高度超过450mm时，则应该考虑添加腰筋，其间距一般小于或者等于200mm，并且应该进行必要的拉筋勾连措施。纵向受力钢筋的间距可以参照《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中第10.2.5 条的规定，即受扭构件纵向受力钢筋所表现出来的间距应小于或者等于200mm，而且应该小于梁截面短边的长度。

3.3从墙体结构设计方面对安全问题进行控制与管理

《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)中第7.1.6 条规定，当建筑的抗震设防烈度为6或者7度时，建筑所承重的外墙尽端至门窗洞边的最小距离不能少于lm，建筑所承重的窗间墙最小宽度不能少于lm，内墙阳角至门窗洞边的最小距离不能少于lm，非承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离不能少于lm，因此，在多层砌体房屋的结构设计中，若房屋的局部无法满足抗震的相关要求，应及时实施必要的弥补措施，比如，对构造柱实施必要的加强措施，或者添加局部的横向配筋等[5]。

《建筑抗震设计规范》(GB500l1-2001)中的第7.3.2 条规定建筑四个角的构造柱在一定条件下可以实施配筋以及截面的加大措施。在建筑结构设计过程中，经常出现设计人员不分建筑部分而一味追求设计相同的现象，事实证明，相同的设计并不能充分发挥建筑中各种柱体作用，造成一定的浪费。比如，建筑的四个角是整个建筑中最容易出现损坏的部位，因此，在设计其构造柱时，必须采取相应的加强措施，确保构造柱的强度，这时候，如果对其它部分的构造柱也实施相关的加强措施，则会造成一定的浪费。

在建筑构造中，与构造柱相连的是小墙垛，但在设计过程中这些小墙垛却经常被忽视掉,在实际的施工中，这些小墙垛是多余的，而且对整个会造成不利的影响，因此，在进行建筑构造柱截面的设计时，应充分考虑这些小墙垛，注意将小墙垛与构造柱分开来，这样可以避免施工一些不必要的麻烦。

4.结语

建筑结构设计在整个项目工程中起着至关重要的作用，建筑结构设计的好坏，直接影响到项目工程的质量，不科学的设计往往会引发相关安全事故的发生。建筑结构的科学设计是建筑项目工程质量的重要保障，也是减少或者避免施工过程中安全事故发生的重要举措。建筑结构设计过程中安全问题的控制与管理不仅仅有以上几点，更多的是需要我们在设计实践中不断地改进。

【参考文献】

[1]黄晓燕.现代建筑结构设计中的安全度问题研究[J].黑龙江科技信息.2011(03).

[2]刘欣.提高建筑结构设计安全度问题的探讨[J].中国新技术新产品.2010(10).

[3]宋剑锋,满玉秋.关于提高建筑结构设计安全度的意见[J].中国新技术新产品.2009(07).

[4]陆雪梅.浅析建筑结构设计中的几个问题[J].中小企业管理与科技(下旬刊).2009(05).

[5]胡松.建筑结构设计安全度的探讨[J].中小企业管理与科技(上旬刊).2010(09).