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

李佳磊

130130199301182412

摘要：建筑工程的规模和数量随着经济的快速发展增长较快，人们对建筑的要求也越来越高。而建筑结构的设计，不仅关系到建筑的整体成本，也关系到建筑的内部空间布置与外观，因此在施工之前，必须对建筑物的结构进行合理的设计。

关键词：建筑结构；结构设计；复杂性；安全性

引言

建筑结构设计是建筑工程施工的前提，能够对建筑结构的施工质量、施工安全有较大帮助。

1建筑结构设计的复杂性分析

1.1基础工程的设计

第一，选择相应的类型。在建设工程的基础上，要从地质条件、水文条件等方面入手，对施工现场进行全面的调查。建筑结构设计者必须全面分析建筑的工程需求，包括建筑的体型、荷载、荷载分布、施工条件、地区地震强度、材料供应、建筑物基础情况等。将这些条件组合起来，以选择基本的格式。中地基的宽度超过215cm时，宜采用弹性地基，也就是加固地基；在不能达到基础强度或变形的情况下，可采用筏式基础；多层框架结构，承载力大，可选用横梁条形地基；在工程设计中，对防水、构架等有较高的要求，为满足建筑结构不均匀沉降的需要，必须选用箱形地基；在基础较好、荷载比较均匀、防水要求不高的情况下，可选用单独的柱基；在设防区加柱基础时，采用钢筋混凝土横条式基础。第二，科学进行地基施工。对建筑物基础进行有效的处理，对于提高基础设计得安全、稳定起到很大的作用。在进行地基处理时，必须对地基进行加固，并选用最适宜的地基处理方案。在地基处理中，一般采用地基处理桩、钻孔灌注桩、预应力混凝土管桩等处理地基。而且，在设计桩基时，要考虑到单桩的承载力等因素，这就要求桩体的承载力特性达到80%以上。在新建筑与原有建筑距离较近的情况下，为减少对原有结构的负面影响，必须选用合适的桩型。此外，在地基处理时，应选择室外水沟、电缆沟、钢梯等，以选择较浅的土层作为地基的承力层，并对其进行实际的处理；针对超挖分层，必须及时进行砂夹石置换，并进行夯实处理，以提高基础处理的质量和质量。

1.2抗震设计

（1）合理设计建筑纵向布局。建筑抗震结构在设计过程中，需要对建筑物的纵向布局开展合理的设计。这些设计的内容主要包括：建筑工程结构的刚度设计、建筑工程结构的质量、建筑工程的高度等，并对建筑结构空间抗震产生的影响能力作出合理的分析。为了避免建筑工程结构设计存在的不足，工程项目的设计人员需要对该建筑物的纵向布局进行设计，这样不仅能保障剪力墙布局更加均匀，还能使其不间断，沿着纵向的布局逐步从建筑底端开展有效地延伸，调整和协调建筑工程结构的整体质量和建筑物的刚度，以实现该地区即使发生地震，也能保障各个楼层的抗震效果，避免建筑物出现扭曲和裂缝等。（2）做好平面设计。建筑抗震平面设计时对于凹陷口的宽度、深度等有一定的要求。因此，开展建筑抗震平面设计时设计人员应对建筑平面规则做好有效设计，采用抗震计算方法，对建筑物凹口的设计数值进行计算，对于不符合建筑物凹口设计的应及时采取补救的措施，重新对抗震进行设计，这样才能计算出标准的凹口宽度和凹口深度，为建筑物的安全性和稳定性等提供有效保障。其中，对凹口深度和宽度进行弥补时，采用以下两种方法进行设计：对材料的使用进行设计，选择韧性相对较好建筑材料，凸显整个顶部部分；对建筑构架开展合理的设计，便于之后开展数据分析、数据计算。（3）结构性能参数计算。建筑结构抗震设计过程中，应对建筑结构的参数性能等开展合理的配置和计算。主要是因为，结构设计的合理性在于建筑结构抗震参数等有直接关系。因此，建筑结构设计过程中应计算出结构性能的数据参数，这样才能保障建筑物有一定的承受作用和承受能力。并且，针对建筑结构本身所能承载的荷载能力，通过采用建筑结构模拟的方式，对荷载数值进行模拟，以了解不同强度地震所需的荷载，了解不同强度的地震会给建筑物带来的威胁和影响。在这种情况下，设计人员可以应用计算机网络技术，对建筑结构的稳定性参数进行计算，这样才能为保障建筑结构抗震设计的安全性提供保障。

1.3结构防腐设计

在现代建筑中，钢结构及钢构件使用较多，需要做好结构防腐设计，避免在建筑使用过程中因腐蚀问题引发结构危险。特别是一些化工厂，由于生产原料及废水、废气中存在许多腐蚀性物质，容易加速建筑结构腐蚀破坏，更需要提前采取结构防腐措施。在具体设计过程中，首先要采用防腐蚀性强的建材，包括玻璃钢材料、新型塑料、聚合材料等，在满足结构强度的同时，改善工业建筑结构抗腐蚀能力。其次，在使用金属材料时，需要在其表面涂刷致密的防腐蚀涂料，做好构件防腐处理，提高其环境抵抗能力。最后，还要配合做好建筑中的通风设施、排水设施设计，加快腐蚀性物质的处理和排放，降低环境影响因素，避免建筑结构及构件产生提前老化问题。在此情况下，有利于延长建筑使用寿命。

2建筑结构设计的安全性分析

2.1保证安全性设计的基本理念

建筑结构安全性设计理念主要包括结构完整性、可调整性、实用性等理念。对于结构完整性是指，需要对建筑进行整体性的设计，尤其针对建筑整体性的结构性能进行积极的关注与设计，避免过于创新或过于追求经济性，影响建筑结构的安全性能。另外，在对建筑结构进行安全性设计时，必须要充分认识到各种结构与构件的受力能力。可调整性则是指对建筑结构进行安全性设计时，需要对建筑结构的受力及变形能力进行积极处理，以帮助建筑结构减少由于刚性过度、柔性过度产生的倒塌或变形问题，提高建筑物的安全性。实用性则是指在保障建筑结构安全的同时，还应确保建筑结构的实用性，避免由于过分追求经济性或安全性使设计的建筑实用性下降。

2.2优化整体建筑结构

在建筑结构设计的最优阶段，应对混凝土用量、含钢量等进行合理的控制，以保证建筑物的功能性和安全性。而建筑的优化设计，则是针对房屋的梁、板、柱等进行优化设计。在此基础上，对建筑进行优化设计：第一，对剪力墙的数量进行严格的控制；在此基础上，对剪力墙的长度进行适当的调整，以保证剪力墙的各个分支结构的受力平衡。为保证建筑物的抗震性能和抗风性能的持续提高，使建筑物的整体刚度与各层的重心保持一致。在建筑结构设计中，采用大跨度剪力墙结构，其优点是：减少剪力墙的布置，使其长度得到明显的提高。第二，在剪力墙结构中，应设置少量的框柱体。在布置时，要根据具体情况，在不影响建筑物的功能的情况下，设置1-2根框架柱子。其目标是：有效地控制混凝土和钢筋的使用，在某种程度上节约这些材料；建筑物的抗震性能得到提高。第三，优化梁板柱的配筋。在结构设计中，必须对结构的设计理念、受力特征、结构体系的传递途径等进行研究。对梁板柱的配筋进行优化，减少钢筋用量。

结束语

在社会各方面快速发展的背景下，我国科学技术也在快速更新当中。在新型技术不断创新的背景下，人们对建筑的设计建设要求也更高，除了对建筑物质量有严格的要求之外，还对建筑中结构设计的安全性有所要求。在项目实施中，遵守建筑原则与设计原则，并以此为基准对设计进行更加合理的优化，努力实现建筑结构设计的构想，在一定程度上提高我国的建筑结构设计的整体水平。

参考文献

[1]宋建.工业建筑结构设计复杂性与安全性分析[J].建筑技术开发，2018，45（19）：98-99.

[2]田相凯.探讨工业建筑结构设计的复杂性及安全性[J].山东工业技术，2017（13）：113-114.

[3]房薇.对建筑结构设计中提高建筑安全性的思考[J].中国室内装饰装修天地，2019（24）：191-192.