建筑结构工程中的耐久性与安全性设计

建筑结构工程中的耐久性与安全性设计

张盛

武汉怡恒工程技术有限公司

摘要：在建筑行业不断的发展探索中，当前社会对于建筑结构各项设计性能需求也有了新的变化。在现阶段建筑结构设计工作开展中，为了有效实现对于后续建筑工程项目应用价值的保障，注重在设计环节中凸显结构稳定性极为必要，应该引起设计人员高度重视。因为建筑工程项目中影响结构稳定性的因素较多，不仅仅需要设计人员明确相关标准和规则，往往还需要重点围绕着建筑结构的各个方面进行切实优化，以便更好提升整体结构稳定性，避免因为任何偏差问题产生不利影响。

关键词：建筑结构工程；耐久性；安全性；设计

引言

建筑结构的安全性与耐久性会直接对施工安全以及后续相关工作的开展产生影响。尽管当下建筑结构的安全性与耐久性都得到了显著提高,但是施工单位要想切实保障工程质量,仍需要持续加强对建筑结构的相关研究。

1建筑结构安全性与耐久性研究现状

在大多数情况下,当建筑物出现问题后,有关部门才对其进行维修养护。对于部分工业建筑物,通常在其建成30年之后,有关部门才对其进行系统维修养护；部分所处环境较差的建筑物的维修时间则相对较短。有关部门对土木工程结构安全性与耐久性研究主要涉及两个方面：一是对建设施工过程中二者的影响因素进行研究,二是对竣工建筑物的后续维护情况进行研究。在建设施工过程中,研究人员开展的安全性与耐久性影响因素研究通常包括技术、管理、原材料、设计等方面。此外,研究人员在对建筑物后续维护的研究中发现,随着人们对建筑物维护重视程度的不断提升,建筑物维护时间逐渐缩短,维护效率也有所提升。新材料的使用将进一步提高建筑物的安全性与耐久性,外部构件等的使用年限将显著延长。目前,锈蚀、开裂等常见安全性与耐久性问题,仍是建筑结构的研究重点。

2建筑结构工程中的耐久性与安全性设计

2.1上部结构计算

在建筑结构设计稳定性保障中，上部结构作为比较关键的构成部分，必然也需要引起高度重视，以便确保相应上部结构体系更为稳定可靠，解决该方面出现的严重偏差和异常问题。因为当前建筑结构的复杂性更为突出，相应计算分析难度也更大，如此也就需要设计人员恰当选择先进计算分析软件，保障整个上部结构均可以形成较为理想的准确计算效果。在上部结构具体计算分析时，设计人员应该重点考虑到周期折减系数的明确，进而具体明确底层剪重比、有效质量系数等核心指标，以此实现对于建筑主体结构的综合明确，避免可能在任何方面出现失稳风险。

2.2建筑结构加固施工设计要点

在加固设计之前，施工单位应聘请专业的机构对建筑结构进行鉴定，并严格按照评估报告实施设计，在施工过程中，技术人员应严格按照加固设计方案进行施工，在保障施工进度和质量的前提下，使建筑结构加固成本进一步降低。因此，在对建筑结构进行加固设计过程中，应注意以下两点。（1）在加固设计过程中，技术人员应从经济角度出发，使加固设计可行性进一步提高。建筑物在长时间的自然环境侵蚀下，会产生结构失稳的情况，为了保障其使用安全性，技术人员应对其进行加固设计，并对加固成本进行分析，如果存在成本过高的情况，应重新进行规划设计，使其经济效益进一步提高。（2）在对建筑物进行加固设计之前，技术人员应与原承建单位和设计单位进行沟通，收集其原始施工资料，在保留原有建筑物的承重部分的前提下实施设计，防止对建筑物造成二次破坏。若原有建筑档案不完整，技术人员应以有设计图纸为基础，深入到现场进行勘察，使加固设计更加合理。

2.3地下室的结构规划与基础选型

地下室在结构成本所占据的比重较高，一个科学的地下室囊括平面布置科学、埋深科学。在基础选择过程中，结合地质勘探资料，通常优先挑选天然基础，其次就是复合地基，再次就是桩基、挑选桩基的过程中，地质状况允许的状况下优先采用预制桩。经验证实。同等状况下，预制桩较之灌注桩成本减少30%左右，可是，这必须对当地施工条件、运输条件、周遭影响等落实更加深入的评价。

2.4协同工作

对于设计人员而言，在进行建筑结构设计的过程中，应当加强对材料的管控力度，并以此为基础完成相应的协同工作，通过提高利用率的方式，完成工程强度的提升与管理，减少风险干扰，对于工程建设也会产生积极的影响。随着我国社会的不断发展，人们在进行结构设计时，需要加强对材料的分析与处理，并根据梁构件的标准完成相应的改革工作。矩形截面梁是建筑结构设计中不可或缺的重要内容，但其本身所存在的受弯构件却有着极低的利用率，究其原因，则是因为弯曲梁本身是以梁体长度所在的方向为变化趋势，在整个过程中所产生的应力水平相对较低，这就使得有关中心轴附近的材料，在应力水平上也会呈现下降的趋势。因此再设计过程中结合概念设计理念，特别关注应力变化情况和范围，选用平面桁架的方式，利用构件的中心点进行应力作用，满足经济性需求，同时在可靠性方面也能够得到有效保障。与其他结构相比，这种材料的自重相对较低，且经济实惠，能够满足不同状态下的工作需要。桁架形态的设计原理，与矩阵形态大体相同，其所产生的结构特性自然也存在着均衡的特征，利用桁架方式能够对弦杆的受力情况进行平衡控制，在这一过程中，不但能够实现稳定性方面的作用，在建筑材料强度上也能够实现有效的保障。此外，设计人员在对平衡桁架开展设计与管理中，需要依照压杆的实际比值完成后续的应用工作。对于工业产品来讲，协同工作的存在无疑是极为重要的，良好的协同作业不但能够有效提高产品设计质量，在精度上也能够达到预期标准，为了满足结构设计的相关需求，设计人员在开展建筑结构施工中，应当加强对协同工作的重视程度，并以此为基础完成结构内部构件的有效整合，确保其能够完成同步化工作内容。进行协调设计时候，设计人员要对每个结构构件的强度和刚度以及最大承重限值较为明确，从而完成建筑结构极限状态分析，在完成状态管理后还要加强寿命周期的管控力度，将基础结构与上部结构进行有效整合，使其满足有机整体需求，以此来为后续工作奠定良好基础。

2.5优化构造柱与承重柱设计

在房屋建筑结构中，构造柱和承重柱同等重要。即便是低层住宅建筑，承重柱和构造柱在稳定房屋建筑结构等方面发挥着巨大的作用。首先，设计人员必须明白承重柱的作用是维护房屋建筑结构稳定性。无论房屋大小，设计人员都应重视承重柱设计，力争充分发挥出承重柱的优势作用。其次，设计人员还应正确认识构造柱的功能和作用。在设计过程中，设计人员应增强构造柱的承重性能，以提高房屋建筑结构的整体稳定性。最后，设计人员必须增强责任心，不能为了减少工作量而减小和降低承重柱的截面尺寸与有效高度。此外，设计人员还应通过准确计算来深入发掘承重柱的潜在功能，从而进一步提高房屋建筑结构的整体稳定性和安全性。

结语

综上所述，房屋建筑结构设计普遍存在一些问题，这些问题不仅威胁着房屋建筑结构的整体安全，还使设计人员面临严峻的考验。房屋建筑结构设计是一个综合性较强的工作，涉及工学、美学、力学等多个专业。本文通过对房屋建筑结构设计存在的问题进行总结，并针对性提出地基、楼板、结构梁、框架、承重柱等结构的设计优化措施以及提高设计人员专业素质的有效途径，旨在进一步提高房屋建筑的安全性和稳定性。

参考文献

[1]孙慧芹.房屋建筑结构设计中的常见问题与解决对策研究[J].建筑技术开发,2020,47(18):7-8.

[2]万一凡.房屋建筑结构设计中常见问题分析[J].城市建筑,2020,17(24):121-123.