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

张伟健¹,张玉龙²

青岛北洋建筑设计有限公司临沂分公司  山东临沂 276000

摘要：在建筑行业发展的背景下，我国市场主要呈现出了建筑规模增加的趋势。为了能够保证建筑的质量，因此要从结构设计的复杂性与安全性这两个方面来对建筑进行规范。本文通过，对建筑结构类型进行分析对比，并对结构设计中所涉及的数据进行阐述，对建筑项目的施工提出相应的对策，就建筑项目如何以高质量完成提出建议。

关键词：建筑结构设计；复杂性；安全性

引言

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。

1工程概况

某工程建筑层数为 ：地下3层，地上20层。地上主要为商贸店、酒店等 ；地下为车库，局部地区为人防工程。结构体系：主要为钢筋混凝土框架—剪力墙的结构。结构材料的信息 ：地下室－地上梁、板、柱、墙混凝土等级分别为 ：C40、C30、C40、C40。受力筋均为HRB400，箍筋及分布筋为HPB335。

2建筑结构设计的复杂性分析

2.1结构平面布置优化

建筑结构设计过程中平面布置成为重点的工作。建筑结构平面在开展合理的布置和规划时应结合建筑工程项目的工艺需求和功能等进行分区，以便于之后的生产和正常居住。因此，本工程在优化平面布置设计时通过应用三种方案：

第一种方案，建筑结构设计人员分别使用了四片L型的剪力墙、两片一字型剪力墙。但是这种设计存在很多的不足：六片剪力墙之间并没有相互的连接，整体发挥出的作用不显著，各片的剪力墙都是独立的。很明显，想要发挥出协同的作用是非常困难的。

第二种方案，建筑结构设计人员针对于剪力墙比较分散的问题，设计了两个工字型剪力墙和U型的剪力墙，这两个剪力墙之间的距离相对较近，彼此之间隐约构成多个封闭矩形。这一平面布置从整体上看较为均匀，周边布置了剪力墙洞，这种平面布置将有效提升结构的抗扭能力。同时，第二种方案最大的优势还表现在：结构设计过程中可以随意地调整余地，结合总体刚度，适时地调整剪力墙的长度。

第三种方案，本工程结构设计时同样使用了先进的设计技术，即从传统CAD技术向BIM技术延伸。

BIM技术具有很强的处理能力，设计人员通过运用三维空间模型设计，帮助设计人员更好地处理建筑结构平面布置的细节问题，并在仿真模拟之下，有效降低建筑结构设计过程中存在的风险。例如：BIM模型能对建筑构件的属性信息进行充分反映，简化了当前的设计流程。平面布置时，借助BIM技术模型和仿真模拟，对特殊功能分区的布置和连接进行考虑。

2.2建筑地基结构设计

建筑地基结构设计的复杂性主要表现在：没有合理的方案进行设计。众所周知，建筑结构与地基之间存在着较大联系性，加强对建筑地基设计进行优化，能显著增强建筑物的质量。然而地基结构在设计过程中，该项目工程人员应注重基地设计的复杂性，对施工现场开展实地的勘察，这样才能避免一些数据不真实而影响到建筑项目的安全性。

2.3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，如：部分墙体与主体之间的排布存在很多不合理的情况，这就导致建筑结构纵向布局过于复杂。尤其是对于该大厦的功能分区上看，该大厦比较复杂，且功能性较强，各楼层之间如果分布过于混乱或者承载力不足等，将会直接影响到整个工程的抗震结构设计。因此，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建筑结构设计的安全性问题

3.1建筑常见安全问题

众所周知，建筑安全性主要体现在建筑物是否可靠上，只有提升建筑物的可靠性才能让建筑物在不受外界的威胁和影响下，增强建筑结构的稳定性，为住户的人身安全和财产安全等提供保障。但是建筑结构设计中，建筑结构设计不够科学合理、抗震功能较差、施工材料使用不当、安全设计监管问题得不到解决等，都大大降低了建筑物可靠性。

3.2建筑结构设计的安全性提升对策

（1）框架结构与剪力墙结构等进行优化

框架结构是建筑结构中最为常见的形式。主要使用的建筑形式为钢筋混凝土框架结构。因此，针对框架结构的优化，需进行综合的考量，对层面进行分析和优化。框架和剪力墙之间应对其刚度、承载力、变形问题等予以重视，做好优化设计。建筑框架结构设计阶段严格按照规范要求进行设计，结合建筑结构设计需求，对剪力墙的数量和质量等进行考核和分析。建筑结构设计优化需在不断完善剪力墙和框架体系，在保障剪力墙重心的稳定性，做好合理的设计，通过逐步减少剪力墙，用来优化建筑整体的抗震性，保障建筑结构在遇到突发的状况时具有较强的抵抗能力。

（2）保证建筑配筋的科学性及合理性

建筑结构设计过程中，应对配筋开展优化设计。主要是因为配筋方式直接关乎建筑结构的稳定性，能帮助企业带来较高的经济效益。科学的配筋主要对外部配置横向水平钢筋、内部配置纵向钢筋进行合理设计。但是对于这一情况，建筑墙体需要承受较强的侧面压强，例如：上部建筑下压会对土体侧面产生较强压力。通过科学合理配筋，在外部配置纵向钢筋，内部配置横向的钢筋，以强化抗侧压能力，全面增强墙体的刚度。

结束语

伴随着建筑行业的飞速发展，建筑越来越高、建筑类型呈现多样化，这就为当前建筑结构设计提出了更高需求，人们对于建筑结构的安全性也更加重视。如何解决建筑结构设计的复杂性、安全性问题，本文通过具体的案例分析，以对建筑结构设计的复杂性和安全问题从多个角度出发进行了不断地深化和研究。

参考文献

[1]陈春龙.建筑结构设计中提高建筑安全性探讨[J].建筑技术开发,2020,47(18):1-2.

[2]韦纬娇.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用探讨[J].中国住宅设施,2020,(03):43+63.

[3]林克烜.基于复杂性和安全性的工业建筑结构设计研究[J].江西建材,2019,(10):55+59.