建筑結構設計安全性探求
前言：本站為你精心整理了建筑結構設計安全性探求范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。
1.1構造規定
結構設計的構造要求是為了彌補強度計算的不足，其中很多是用來保證結構有必需的延性，因而往往與配筋量相聯系。低用鋼量是我國結構設計標準的特色，這從表1可看出。我國GB50010-2010規范規定柱子壓筋最小配筋率為中柱0.5%，角柱0.6%，如果以中柱0.5%，角柱0.6%的配筋率用于C60級混凝土設計成鋼筋混凝土柱，則鋼筋對柱承載力的貢獻為中柱5%，角柱6%，這種柱子的性能更象是素混凝土柱。以總體來看，我國的規范中對梁拉筋以及柱壓筋的最小配筋率都要比國外的差。國外對于梁的壓筋一般都是有最小配筋率的要求，但是我國卻沒有此規定。荷載的設計值與荷載標準值及荷載分項系數有關。各國設計規范中的荷載標準值在統計時考慮的寬嚴程度大不一樣。恒載的標準值相差不大，而活載就有很大差異。表2是我國設計混凝土樓蓋時采用的活載標準值與美國規范的對比。從總體上來看，美國樓層的活載標準值要比我國的大很多。而我國因受到歷史條件的限制，在確定荷載標準值時總是力求節約，以符合最低要求為出發點。荷載的差異不僅反映在標準值上，更重要的還體現在恒載和活載組合后的荷載分項系數上。以恒載標準值G和活載標準值Q組合后的荷載設計值為例：恒載G的分項系數我國約低20%，活載約低巧15%—20%，從而設計鋼筋混凝土樓層時，荷載設計值平均比英、美等國低80%左右。活載約低巧15%～20%，從而設計鋼筋混凝土樓層時，荷載設計值平均比英、美等國低80%左右。
1.2材料強度的設計值與標準值
材料強度的設計值等于材料強度標準值除以材料分項系數。材料強度標準值是統計確定的，各國多取95%保證率的強度作為標準值。看起來沒有差別，但各國對混凝土現場強度檢驗的標準不一樣，國外的比我國嚴格，所以材料強度標準值的實際保證率，我國依然偏低。此外，我國設計規范規定的材料分項系數又比國外低(表4)，因而同樣的材料，我國規定的材料強度設計值要比英美的高。綜上所述，我國的混凝土結構設計規范所取荷載值要比國外的低，材料的強度值比國外高，估計結構承載與所用計算公式的安全裕度也比國外的低，甚至有時會偏于不安全，并且對于結構的構造規定也要比國外的要求低很多。這也就表明了，在所涉及到結構安全度環節中，幾乎是沒有可比別人更偏安全的。
2關于建筑結構的抗震設計標準
我國的現行抗震的設防標準比較低，中震相當規定設計基準期內，超越10%概率的地震烈度。據所頒布的地震烈度表，可知烈度為7時，地震水平的加速度的參考值為125cm/s2，而8時為250cm/s2，并且在建筑抗震的設計標準中又會分別的將其降低到100與200cm/s2。此外，建筑結構的抗震設計除設防烈度比較低以外，具體的抗震計算方法以及構造規定的安全裕度也比不上國外，在配筋率、軸壓比和梁柱承載力的匹配等一系列的保證抗震延性的要求，也是遠不如國外的嚴格。我國有很多從事設計與研究的工程技術人員常常習慣于去挖掘建筑結構的潛力，卻不習慣去提高建筑結構的質量。在本來已經較低的設防烈度下，還要從不同角度千方百計深挖潛力，結果安全儲備是愈挖愈低。日本在二戰后幾次提高結構抗震設計標準。圖1是1995年阪神地震后某一小區不同年代房屋的損害情況。從中可見，1982年后修建的房屋即使在最嚴重的震區也沒有倒塌和嚴重破壞的，確實在保障生命安全上取得了重大成就；可是造成的經濟損失巨大，從保護投資的角度衡量，設防標準依然不足。圖1阪神地震中房屋損害比較現在的震設防標準應與投資相適應，設防標準應由業主來確定。隨著社會財富的增長，結構失效帶來的損失愈來愈大，加之結構造價在整個投資中的比例下降，因而有人主張結構在設防烈度下應該采用彈性設計。在目前情況下，將“小震不壞”的抗震原則改為“中震不壞”，可能對國家、對震區人民都更有利。
3提高建筑結構設計的安全性的措施
3.1提高建筑結構設計人員對抗震性能的重視
建筑結構設計是一個系統性、綜合性較強的全面性的工作，需要擁有扎實的理論知識、靈活創新的思維、嚴肅認真的態度和高度的責任心的設計人員完成。設計人員做到精益求精，重視建筑結構設計中每一個基本構件的設計，并且做到對整個建筑都了如指掌。對設計規范和章程，特別是《建筑抗震設計規范》的含義要做到深刻理解，密切配合建筑工程，在設計工作中做到事無巨細，善于反思和總結工作經驗，為以后的工作積累經驗。
3.2提高帶轉換層建筑結構的安全性
提高帶轉換層建筑結構的安全性一般主要注意一下幾點：I.盡量避免高位轉換，轉換層位于3層以上時，層間位移角和剪力的分配及其傳力途徑發生突變，容易形成薄弱層，對抗震很不利。而對于部分的框支剪力墻高層的建筑結構而言，它的轉換層的位置，7度區不應大于第5層；8度區不允許超過3層。如果轉換層的位置有超過上述規定的，要進行專門的研究并且采取相應的有效措施，6度時其層數可以進行適當增加；底部帶的轉換層框架—核心筒結構以及其外筒是密柱框架的筒中筒結構，它的轉換層位置則可以進行適當的增加。II.轉換層配筋的構造要合理，梁上下部的縱向鋼筋最小配筋率，在非抗震設計時應不小于0.3%；而在抗震設計時，特一、一以及二級不應小于0.6%、0.50%和0.40%；受拉框支梁支座上部的縱向鋼筋至少要有50%是沿梁全長貫通的，其下部縱向鋼筋必須全部直通到柱內；沿梁高配置的間距不可以大于200mm，其直徑不可以小于16mm的腰筋。若框支梁上部墻體，開有門洞或者梁上托柱的時候，該部位框支梁箍筋必須要加密配置，箍筋直徑和間距以及配箍率要按規范進行采用，當其洞口靠近框支梁端部并且梁的受剪承載力不能達到要求時，要采取框支梁加腋和增大框支墻洞口連度等措施等進行處理。
3.3嚴格按照國家的標準規范進行設計
隨著我國建筑行業的飛速發展，建筑結構設計越來越受到人們的重視，與此同時國家出臺了大量的有關于建筑結構設計標準規范的法律法規，促進建筑業的統一協調發展。相關的工程管理規范中明確規定，結構需要承受的荷載標準值及規定的材料強度系數與荷載分項系數是建筑構件安全水準的重要因素。這些都是與建筑構件的安全性緊密相連的，其中，材料的強度系數指的是縮小建筑構件材料強度的標準值，設計師一定要用材料的強度系數去計算并確定建筑構件所要承受的荷載力。荷載的分項系數指的是放大荷載的標準值，用它來計算和確定荷載在構件中所產生的作用。一般在規定的標準荷載作用下，兩者都體現出了對于結構構件的安全度，在設計過程中也體現出了一定的可靠指標和名義失效率。這兩種系數越大也就意味著建筑構件的安全性越高。所以，建筑師在設計的過程中一定要嚴格按照。
4結束語
建筑結構設計的安全性是非常重要，設計者在設計過程中，必須嚴格遵守相關的國家規定，針對具體的工程以施工的特點，去綜合考慮建筑結構的承載力和耐久性等方面的因素，以此來保證建筑物結構的安全可靠以及經濟美觀。
作者：劉勝單位：廣西南寧
相關期刊
