摘要：建筑结构设计水平直接影响到建筑物的施工质量，是建筑施工环节的重点，当前建筑结构设计安全性问题备受关注，如何提高建筑结构设计安全系数，针对存在的问题进行优化改进，从而全面提升建筑结构设计水平，是一项重要的研究课题。本文对建筑结构设计安全优化问题进行全面分析和论述，以期为相关课题的研究和实践提供参考。
关键词：建筑结构设计；安全；优化；问题；措施
建筑结构设计安全性问题给用户的生活带来很大的影响，建筑结构的好坏，直接影响到建筑物的外观质量、使用功能和使用寿命，甚至会造成严重的人员伤亡等。伴随着社会主义市场经济的逐步发展，公众的物质生活水平与精神文化水平得到了前所未有的进步，与此同时公众对于其生活的环境以及居住的水平要求越来越高，新形势下，建筑结构设计得到了快速发展，与我国其他行业一样，在迅猛发展的过程中，由于经济与科学技术的制约，建筑结构设计安全方面还存在一些问题，下面，进行深入分析和讨论。
一、建筑结构设计优化基本内涵
结构优化设计，是指结构在满足安全、经济、合理的条件下按预定目标求出最优方案的设计方法。一是，要选择合理的结构方案。二是，进行正确的结构计算，一体化计算机结构设计程序的应用和完善。三是，提高材料的利用率。因为结构设计的目的就是花尽可能少的钱，做最安全最适用的建筑。
二、当前建筑结构设计安全与优化问题分析
当前在建筑结构设计过程中安全问题主要表现在以下几个方面：
1.建筑结构设计创新性不足。随着计算机的出现，它迅速进入人们的生活，深刻地改变着各行各业的发展，建筑业也不例外。建筑结构设计者的设计经验会随着建筑业的不断发展而丰富，设计的建筑质量也在逐年提高。加上计算机设计建筑结构程序的使用，在一定程度上简化了工作，计算机设计建筑结构程序使建筑设计单位脱离了以往图版设计，在电脑上就可以进行操作，但是操作简单了，相应的也带来了弊端，造成建筑结构设计师过分依赖计算机，似乎缺少了创作灵感，而只是为了完成任务，拼凑和复制计算机上的东西，而自身的知识和能力都没能充分发挥出来，在建筑结构设计交流中就很容易产生意见分歧。
为了避免出现上述问题，应该做好以下工作：一方面，对于建筑结构设计者要增强他们的专业能力和职业素养。首先，定期的对相关的建筑结构设计者进行培训，不断地增强他们的业务能力，提高专业素质，启发他们的设计灵感；其次，要积极地组织建筑结构设计者进行有效地交流与沟通，使其在经验总结的过程中扬长避短，发现并克服自身在设计中的缺陷。另一方面，就是要正确的利用计算机，设计工作者可以借鉴网络中优秀的设计方案，并且利用计算机进行设计工作，但是，设计者不能照搬照抄，要具备高尚的职业素养。
2.建筑高度方面的问题。按我国现行行业标准要求，对建筑结构体系设计的高度具有明确的规定。实际上，已有许多混凝土结构高层建筑的高度超过了限制高度。对于超高限建筑物，应当采取科学谨慎的态度。因为在地震力作用下，超高限建筑物的变形破坏性态会发生很大的变化。随着建筑物高度的增加，许多影响因素将发生质变，即有些参数本身超出了现有规范的适宜范围，如安全指标、延性要求、材料性能、荷载取值、力学模型选取等。
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3.材料的选用和结构体系方面存在的问题。在地震多发区，采用何种建筑材料或结构体系较为合理是工程技术人员非常重视的问题。我国150m以上的建筑，采用了三种主要结构体系：框一筒、筒中筒和框架一支撑。这些也是其他国家高层建筑经常采用的主要结构体系。但国外在地震区，多是以钢结构为主，而在我国，钢筋混凝土结构及混合结构占了90%。如此高的钢筋混凝土结构及混合结构，在国内外都还没有经受较大地震作用的考验。混合结构的钢筋混凝土内筒往往要承受80%以上的地震作用剪力，有的高达90%以上。由于结构以钢筋混凝土核心筒为主，变形控制要以钢筋混凝土结构的位移限值为基准。但因其弯曲变形的侧移较大，靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移，不仅增大了钢结构的负担，而且效果不大，有时不得不加大混凝土筒的刚度或设置伸臂结构，形成加强层才能满足规范侧移限值。此外，在结构体系或柱距变化时，需要设置结构转换层。加强层和转换层都在本层形成大刚度而导致结构刚度突变，常常会使与加强层或转换层相邻的柱构件剪力突然加大，且加强层伸臂构件或转换层构件与外框架柱连接处很难实现强柱弱梁。所以在需要设置加强层及转换层时，要慎重选择其结构模式，尽量降低其本身刚度，以减少不利影响。在高层建筑中，根据现在我国建筑钢材的类型、品种和钢结构的加工制造能力，建议尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土（柱）结构或钢结构，以减小柱断面尺寸，并改善结构的抗震性能。在超过一定高度后，为减小风振，钢骨（钢管）混凝土通常作为首选。采用格构式的型钢时，震害严重，采用实腹式的热轧型钢或焊接工字钢的，则震害要减少许多
4.轴压比与短柱问题。在钢筋混凝土建筑结构中，往往为了控制柱的轴压比而使柱的截面很大，而柱的纵向钢筋却为构造配筋。即使采用高强混凝土，柱断面尺寸也不能明显减小。限制柱的轴压比是为了使柱子处于大偏压状态，防止受拉钢筋未达屈服而混凝土被压碎。柱的塑性变形能力小，则结构的延性就差，当遭遇地震时，耗散和吸收地震能量少，结构容易被破坏。但是在结构中若能保证强柱弱梁设计，且梁具有良好延性，则柱子进入屈服的可能性就大大减少，此时可放松轴压比限值。
5.抗震与构造设计问题。我国现行抗震设防标准比较低，设防标准低的根本原因在于国家财力物力有限。我国建筑结构抗震设计除了设防烈度较低外，具体抗震计算方法和构造规定的安全度也不如国外；在配筋率、轴压比、梁柱承载力匹配等一系列保证抗震延性的要求上，与外国相比，也有异同，其中的8度区，我国就明显不如外国严格。随着社会财富的增长，结构失效带来的损失愈来愈大，加之结构造价在整个投资中的比例下降，因而结构在设防烈度下应该采用弹性设计，特别是高烈度区要有严格的抗震措施与抗震构造措施来保证结构的安全。
总之，建筑结构设计安全管理工作是一项复杂的系统工程，想要全面提升安全系数就要在施工和设计全过程中全面坚持“质量为本”的理念，进而不断优化方法，不断学习和借鉴国外先进的设计经验，引进先进的设备和技术，从而打造更多的建筑精品工程。
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论文作者:莫少云
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/18
标签：结构设计论文; 结构论文; 建筑论文; 建筑结构论文; 刚度论文; 延性论文; 设计者论文; 《基层建设》2018年第3期论文;