建筑工程結構設計的安全優化措施范文
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摘要：隨著我國經濟建設的發展，為建筑行業提供一定的發展機遇，使得建筑結構不斷朝著多元化的方向發展，為了提高建筑結構的合理性，應不斷提高對建筑結構方面的設計，做好計算分析工作。就現階段來說，我國在對建筑工程進行設計的過程中還存在一些問題現象，如設計人員的水平較低，結構設計不合理等，因此，為了合理的解決此種現象問題，應加強對結構設計的優化工作，將基礎設計工作做好，并加強對先進技術材料的使用力度，在優化建筑工程結構的同時，也促進了我國建筑行業的長久發展。
引言：
建筑結構設計工作是一項復雜、關鍵的工作，會對建筑的安全性帶來直接的影響。在建筑工程領域中，如何加強建筑結構的設計、提高建筑的安全性，這時今后建筑行業應普遍關注的重要問題，本文將對上述問題展開詳細的分析與探討，并提出合理化的解決措施。
1現階段建筑工程結構存在的問題
1.1設計人員知的技能水平不高
隨著科學技術的發展，信息化技術被逐漸應用到各個領域中來，為建筑工程機構設計提供許多的便利之處，但在實際應用的過程中還存在一些問題現象，出現問題的主要原原因在于設計施工過人員自身的技能素養較低，缺乏一定的設計經驗，只盲目的認為利用計算技術就能完成工程設計工工作，但在實際工作的過程中能夠往往出現許多的設計缺陷。計算機技雖然作為先進的科技產物，但如果操作人員的能力不足，也無法將其作用進行很好的發揮。此外，市面上的結構設計軟件各種各樣，如果設計人員缺乏一定的知識經驗也無法找出適合的軟件，更無法完成后續的操作[1]。
1.2結構設計不合理
在我國的建筑結構設計中還存在許多的不合理之處，其中對建筑材料應用能夠是問題的根源所在，隨著我國經濟建設化水平較高，建筑行業在建筑水平上也得到極大的提升，在一定的程度上也加重了建筑行業間的競爭現象，一些建筑企業只注重自身的經濟利益，試圖通過非法的手段來降低建筑成本呢，其最突出的表現在于沒有按照相關的規定來對建筑材料進行合理的應用，為工程建設質量埋下一定的隱患，對建筑人員以及使用者的人身財產安全都構成嚴重的威脅，不利于于對企業形象的維護，嚴重影響著企業的經濟效益[2]。
1.3設計人員不具備一定安全意識及專業素養
設計水平的高低可以體現出設計人員的專業水平，這會影響著建筑結構的安全性。在現階段我國的建筑結構設計中，設計人員在專業性方面還存在許多的不足之處，素質水平也沒能進行統一的培訓管理，這也會對結構設計的質量帶來直接的影響，無法使結構設計的安全性帶來一定的保障，在實際設計中一些問題也會漸漸顯現出來，此外，一些建筑企業沒能嚴格的對建筑設計人員的專業素質進行把關，使得一些沒有經驗的剛畢業的大學生來進行規劃設計，由于大學生的知識經驗匱乏，也不具備一定的安全意識，難以從整體對其進行合理的設計，使得設計中會存在很多的不足之處，對建筑物的防水性、不均勻沉降等問題都提不出合理性的解決建議，為建筑的安全性構成一定的威脅[3]。
1.4建筑結構設計圖多流于形式
在建筑結構圖紙的設計對建筑施工的合理性有著一定的指導作用，因此，應對建筑結構的合理性做出重要的保障，對圖紙上的每一個細節都要進行重視起來，同時還應注明建筑施工的材料規格、抗震級別等。但在實際施工的過程中能夠，許多工作人員都將施工重點放到施工過程中來，對施工圖紙進行忽視，設計圖紙也沒能進行明確的標注，使其作用得不到充分的發揮，在一定程度上會誤導施工人員的正常施工，對施工的質量和安全帶來嚴重的影響。
2建筑結構設計原則
建筑結構設計形式有很多，隨著我國建筑水平的提升，節點設計已經成為建筑結構設計中的一項重要內容，對于建筑結構的安全帶來嚴重的影響，節點不同，其受力方式以及受力情況也會隨之進行改變。因此，為了提高建筑的安全性，在對建筑結構進行設計時，應遵循以下幾方面原則：
2.1一是多重防護性原則
當建筑結構受到外力沖擊時，其安全性與多重結構防護有著直接的關聯，因為，單一的安全構建無法對整個建筑體系進行威化，應通過多重安全結構來抵抗外界所帶來的沖擊，降低安全事故現象，使建筑的安全性得到充分的保障。同時，建筑結構設計應合理的利用不同的建筑模型或借助建筑軟件來對同一個建筑結構進行對比，這樣才能更好的取得多種防護效果[4]。
2.2彈性應適中性原則
在對建筑結構進行設計時，應對其彈性進行合理的設計，如果建筑結構硬度不夠，就會影響建筑的穩定性，使得自身舒適程度造成破壞，容易受到外力的作用而引發安全隱患現象；如果建筑結構的剛度過大，其就無法產生較好的變形能力，一旦發生一些自然災害，如地震等將無法釋放出穩定的能量，使建筑結構受到嚴重的損壞[5]。2.3整體性性原則整體性的建筑結構能夠實現對外力的傳遞、削減，保證建筑的整體性。因此設計人員應盡量疏通建筑構件的關鍵，將構建的受力關系進行準確的傳遞出來，減少外力所帶來的影響，還應結合力學知識合理的對建筑結構的受力行為展開合理的分析，進而實現對受力配件的科學配置，大大提升建筑的受力能力。使建筑構建的整體性得到有效的保障[6]。
3建筑結構設計方法
3.1對基地進行合理的設計，使基礎施工質量得到保障
建筑工程中的一項最重要也是最基礎的工作就是對地基的設計，只有地基能夠得到合理的設計才能使建筑工程的穩定性得到極大的提升，在做地基設計工作時，應對當地的地質情況以及水文狀況進行嚴格的考察，對建筑外形、具體樓層等展開相應的分析，合理的控制基礎選型嚴禁隨意使用一些文檔圖片。地基作建筑建筑承載的主要支撐部分為，應做好地基的質量工作，只有擁有足夠穩定的地基才能保障建筑產品的安全，因此，設計人員在設計的過程中應對工程情況展開合理的分析。強化各個部門間的溝通交流，并不技術探討斷改進設計方案中的問題現象，保證地基的穩定性[7]。
3.2對配筋樓板等進行合理的設計
在設計樓板及配筋的過程中，應準確的計算出的樓板的邊長以及短邊的距離，對于不足2mm內的差距應選擇雙向版進行合理的設計，如果雙向板過長，超過3mm以上，應選擇單向板，進而能夠更好的提升鋼筋構造以及長邊位置的重視程度。在工程施工過的過程中，應建立多套設計樣板，并從中選擇出更加符合工程需要的設計方式，并詳細的計算出連續雙項跨版最大彎矩時應當分解滿布荷載，對鋼筋及板的距離進行合理的布置，固定好支撐中間柱位置的隔板，并計算出隔板的彎矩以及實際支撐，通過對彎矩的疊加，進而是計算出最大的彎矩[8]。
3.3對建筑結構布局的合理設計
建筑水平、垂直方向布局的是否合理會影響建筑結構的穩定性，承重墻的水平面及垂直平面對建筑整體的抗震性能有著非常密切的關系，為了可以使建筑的抗震性得到提升，設計師在對建筑進行設計時應加強對建筑結構布局的設計，使墻體可以處于一種水平、垂直的狀態，這樣才能提高墻體的平整性，針對建筑設計的要求，應對墻體的質量及剛度進行合理的設計，盡量不要出現“頭重腳輕”的情況，使建筑結構的穩定性得到有效的提升，與此同時，還應使墻體的剛度能夠與設計要求相適應。
3.4對建筑結構進行規則設計
合理的設計建筑結構規則性，對建筑工程的抗震設性能有著直接的影響，在對建筑結構進行設計的過程中，應對規則設計理念進行合理的選擇利用，使建筑產品的抗震性能得到一定的提升。當下，我國的建筑設計中多將設計的重點放到建筑外形設計中來，沒有合理的對建筑的地形以及抗震性做充分的考慮，因此，建筑設計人員應逐漸改變這種設計思想，既要加強對建筑外型上的設計也要重視對家住抗震性能的研究對抗震縫要進行合理的設置，使建筑結構設計具有一定的規范性，使建筑的抗震性能得到有效的保障[9]。
3.5對建筑結構剛度進行合理的設計，以此來適應建筑的實際需要
在我國的建筑設計中，經常會出現企業為了滿足自身的利益而選擇一些含鋼量較低的建筑進行設計，在影響施工安全的同時還不利于建筑的穩定性，因此，建筑企業應嚴格的按照規定來進行合理的設計，并充分的重視建筑中剛度的設計，使建筑工程質量得到一定的保障。在實際設計的過程中能夠，不同的地貌特征也會對剛度的要求帶來一定的改變，如在一些平原地區，由于那里地質較為平穩，所以對剛度的要求也普遍不高，并在不對建筑工程質量帶來影響的前提下合理的降低施工中的含鋼量，而在許多地質不夠平緩的地區，如山地丘陵等，在建筑工程結構中對剛度的要求較為嚴格，因此，建筑企業應在建筑結構設計中針對實際情況對其進行合理的設計，促進企業經濟效益的提升
4優化建筑結構設
4.1拓撲優化方式
建筑結構設計中國合理的應用拓撲優化方式，能夠合理對建筑結構形式展開綜合的分析，并能準確的判斷出建筑結構的強度，使建筑自身體積得以降低，提高建筑產品的安全性能及穩定性能。拓撲優化方式可以實現對建筑結構的優化設計進行合理的分析，使建筑結構設計更能符合工程標準規范。
4.2截面優化法
在對建筑結構進行優化時，應對建筑的安全性及可靠性進行著重考慮，設計人員在對建筑物截面進行處理時，應對截面結構的安全性、合理性進行科學的分析設計。提高建筑結構的各項性能，為人們創造出一個舒適的生活環境，與此同時，設計人員在對截面設計進行優化的過程中應充分的考慮建筑產品使用中肯能出現的一些位移、變量等情況，并通過有限元分析對一些數據信息進行準確的計算，通過借助計算機等先進的設備，對計算結果進行合理的調整，更好的實現優化目標。
4.3外形優化
在對建筑產品外形進行優化的過程中，應對建筑物的實際情況以及當地的方、社會風俗、人文情懷等進行掌握，在區分建筑結構外形方面，可以利用外形優化的方式，做好連續性結構設計以及桿系結構設計。其次，在對建筑結構外形進行優化設計中應對建筑結構的節點進行合理的選擇，建筑重難的節點坐標可當作設計方案中的一般變量，通過此種方式可以更好的實現對建筑外觀的優化，同時，在優化設計建筑外形進時，應提前與城市規劃部門進行協調溝通，使設計后的建筑外形可以與城市規劃相適應，避免造成不相符合的現象。4.4概念設計與細部結構設計建筑結構設計優化應對其的數據信息進行準確的確定，可以選擇使用概念設計的方式。如在對結構抗震性能進行設計時，可以測量出建筑實際強度以及近年來發生地震頻率從而對抗震結構設計的合理性進行確定，通過概念設計可以合理的確定出計算方式，進而更好的提升建筑的抗震強度，還可以利用規范數值等方式更好的實現對抗震等級的確定。建筑結構設計優化中應對細部結構數據進行確定，并通過概念設計的理念，使結構的科學性以及建筑的質量得到有效的保障。
5結語
綜上所述，為了使我國建筑產品質量得到提升，應重視對建筑結構設計，使建筑產品的質量以及安全性得到有效的保障。對此，可以通過概念設計、截面優化等方式來對設計方案進行優化，使建筑的抗震性能得到提升，增強建筑方案的可行性。建筑結構設計的合理性與否對建筑產品的安全性能有著直接的聯系，在實際設計中，設計人員應嚴格的遵循設計原則，提高自身的專業水平，使建筑的安全性得到有效的保障。
參考文獻
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[8]李書源.淺談在建筑結構設計中如何提高建筑的安全性[J].建材與裝飾，2016（28）：110-111.
[9]楊葉，岳文萍，竇鵬.建筑結構設計安全性分析及對策分析[J].科技創新導報，2015（14）：49.
作者：胡宏 單位：江蘇筑森建筑設計有限公司
