1、建筑结构的安全性【摘要】建筑结构是各类建筑物的一部分或全部，它是由结构用建材制成的构件连接而成用来完成建筑物功能的体系，起到承受、传递自身及其建筑物使用过程中出现的各种作用的体系；若将构成这一体系的构件及地基看成是刚体，该体系和地基构成的新体系一般是几何不变体系。 【关键词】建筑，结构设计，安全性 结构设计的目的是希望通过最经济的途径来满足建筑物的功能要求，建造是将设计图变成真实的结构。通过对建筑结构设计及建造，以求达到保证建成的建筑结构的安全性，建筑结构才能完成自身的功能。研究和把握清楚结构安全性的内涵及实现的方法对结构的安全性而言非常重要。 安全性这个词表述的是一个宏观概念，不同于力或位移
2、可以直接成为设计参数，不能直接在设计中应用。结构性能往往可以通过结构受力极限状态或邻近破坏程度来体现，而结构的受力极限状态或破坏程度又可以由结构的反应参数来表示（如内力、应力、位移、能量及其他一些可以用来表示破坏指标） 。确定结构的安全性能标准，并进一步找到相应的结构反应参数或设计方法，才能确保设计结构的安全性。 结构在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用而不发生破坏；在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必要的整体稳定性；在正常维护下具有足够的耐久性。结构安全性是结构在各种作用下防止破坏、倒塌的能力。安全性是结构设计最主要的追求目标，其中应至少包括结构构件承载能力的安全性、结
3、构的整体牢固性和结构在环境作用下与耐久性相联系的安全性” 。 建筑结构是按一定的使用要求设计并按一定建造要求建造的，要求在其设计使用年限内都具有安全的性能，即在一般情况下，结构能承受可能出现的各种作用而不发生破坏，在正常维护下具有足够的耐久性；在偶然情况下，按偶然作用的情况及结构重要性的不同可以区别对待，比如现阶段对待地震作用的“小震不坏、中震可修、大震不倒”为其安全性能要求，或采用基于性能的抗震设计，提出相应的抗震性能水平。 结构的概念设计是根据各种安全灾害和工程经验等形成的基设计原则和设计思想，依据对建筑结构的总体理解及掌握，在特定的建筑空间及环境条件下，有意识的利用结构总体系和各分体系间
4、的力学特性及关系，采用概念性近似计算方法，快速、有效地对结构总体系及分体系进行构思、比较与选择，从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和细部措施的宏观控制。具体为选出合适的竖向结构体系、水平分体系、基础类型、确定结构总体方案的布置、相应的分体系以及它们之间的关系、结构的计算模型、结构的构造等，在初步设计前为所设计的工程项目设想一个概念性的总体方案，使其后的设计、施工都能够比较顺利，避免发生难以补救的原则性错误。 结构方案对其安全性具有根本性的影响，一个好的结构方案是实现结构安全性的基础性条件。结构方案设计属于创造性工作，是一个从无到有的过程，在选择确定竖向结构体系、水平分体系、基础类型，进行结构
5、布置、截面尺寸确定、构件连接、材料强度等级选择等工作中，需要考虑所选结构体系是否具有好的整体稳定性、结构传力途径是否直接明确、结构整体是否有足够的必要的多余约束、局部破坏会不会引起连续倒塌等等，规范没有规定现成的公式，需要设计人员根据经验对所设计建筑及结构整体把握，选用适当的模型进行适当的计算，并判断选择，确定结构方案。 对建筑进行改造前对建筑物进行结构检测和安全性能评估，然后结合新的使用功能进行重新设计，提出结构加固的方案。在方案实施的过程中，除了对结构破损的部分修复以及进行必要的加固外，还拆除大部分以往建筑物被挪作它用时所增建的内隔墙，并根据新的功能定位采用轻质隔墙，隔断来划分空间。对其进
6、行装修设计和改造利用时做到不破坏原有的结构系统，注意维系其可靠度，仍然是需要放在首位考虑的大问题。有关这一点，注意力应该放在结构的承载能力和结构的抗震能力上，两者缺一不可。 在一个较好的结构方案的基础上，选取合适的计算模型对结构进行分析计算，进行构件承载力设计或校核是实现结构安全性的重要方法及步骤。也就是说，建筑结构计算设计分为结构分析和截面设计。在结构设计过程中进行的建筑结构的分析，是将预测出的结构设计基准期内施加于结构的各种作用代表值施加于前面所述建筑结构方案的简化后得出的计算简图，并求解结构在各种工况下的效应轴力、弯矩、剪力、扭矩、截面的位移、裂缝、正应力、切应力等，并选择合适的参量作为
7、控制构件截面承载力、变形设计的依据。 设计过程中的结构分析有几点需要注意：a.对于作用预测得是否准确，尤其一些偶然作用如地震作用，对结构分析的影响很大。比如 9?11恐怖袭击事件中世贸大厦在飞机撞击后发生了倒塌。b.结构分析的对象是计划建造结构简图，是模型，不完全等同于建造好的结构，分析计算出的结果是否是结构受力后真实的力学响应。这些都是结构分析中需要注意的地方。目前，对结构设计中的结构分析还没有达到系统化、完善化，还需要进行系统研究，完善现行相关规范的有关内容，为实现结构的安全性做出贡献。截面计算设计是我国现行规范规定最为全面，内容最为翔实的结构设计内容，这是我国设计人员最熟悉、把握最好的内
8、容，也是土木学科教育中抓的最扎实的方面，目前，也是做得最好的一个方面。通过截面计算设计及构造设计完成结构构件的设计，这也是实现结构安全的一个主要方面。 完成设计的建筑结构还不是真正的实际存在的建筑结构，只有通过合格的建造，才能实现建筑结构，才能使建筑结构具有真正的安全性。故而，建造的技术、方法、过程、环境等都会对结构的安全性有所影响，必须做好建造过程中的质量控制工作，才能实现设计好的结构的安全性。结构的实际使用状态对结构的安全性的影响是长远的，不合理的使用会造成结构安全性降低甚至破坏，比如未经论证改变建筑物的用途、在装修过程中根据自己的使用要求擅自改造结构构件或者改变结构传力途径、对有些需要定期检测维修的结构不进行必要的检测维修等。合理的使用和定期的检修是保证结构安全性的重要措施。在当前，应适当加强对交付使用建筑结构的管理，防止出现上述影响结构安全性使用的问题。
