淺談土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震研究

【摘 要】我們國家的經(jīng)濟(jì)在不斷的發(fā)展，我們國家的土木工程項(xiàng)目也得到了大力的發(fā)展。土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計中要重點(diǎn)考慮抗震性問題。本文依據(jù)土木工程施工的實(shí)際情況，對影響工程抗震性能的因素進(jìn)行分析和探討，并土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震性的設(shè)計提出相關(guān)建議，為今后土木結(jié)構(gòu)的抗震性設(shè)計提供參考。

【關(guān)鍵詞】土木工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計；抗震研究

前言

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，人們生活水平不斷提高，對土木工程施工質(zhì)量提出了更高要求。在實(shí)際建設(shè)過程中，地震對土木工程施工建設(shè)產(chǎn)生著巨大的影響，一旦發(fā)生地震災(zāi)害將造成嚴(yán)重的損失，加強(qiáng)土木工程結(jié)構(gòu)抗震能力是建筑行業(yè)發(fā)展過程中必須解決的首要問題。

一、土木結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計方法

1、以結(jié)構(gòu)中的基本構(gòu)造為依據(jù)

通常我們?nèi)绻凿摻罨炷量蚣茏鳛榻ㄖ饕慕Y(jié)構(gòu)，那么對工民建結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，就需要充分的考慮影響鋼筋混凝土的構(gòu)建因素，如鋼筋截面尺寸大小、最小配筋率等，通過對這些進(jìn)行充分的計算，從而對抗震性能進(jìn)行有效的設(shè)計。大多數(shù)情況下，如果我們選擇對房屋高度、樓層以及整個建筑的高度進(jìn)行限制的構(gòu)造方法，這種方法一般用于對土木筑的磚混結(jié)構(gòu)構(gòu)造的設(shè)計。另外，設(shè)計土木筑的橫縱墻結(jié)構(gòu)時，通常情況下主要針對鋼筋混凝土的構(gòu)造柱以及防震縫進(jìn)行設(shè)置。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑行業(yè)的發(fā)展也日益迅速，建筑行業(yè)中建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范得到不斷的完善，例如建筑屋頂?shù)碾娞?、樓?gòu)造的設(shè)計等。

2、以建筑規(guī)劃和場地為依據(jù)

穩(wěn)定性較強(qiáng)的建筑場地，是在進(jìn)行土木筑結(jié)構(gòu)良好的抗震性能設(shè)計時需要充分考慮的問題?？拐饘拥脑O(shè)置是建筑物抗震性能設(shè)計優(yōu)劣的重要因素之一。建筑結(jié)構(gòu)的外部空間進(jìn)行設(shè)計時，要對與相鄰樓棟間的距離、建筑物外觀、樓棟之間的舒適度以及建筑物的安全性能進(jìn)行充分的考慮。建筑結(jié)構(gòu)場地進(jìn)行規(guī)劃時，主要需要考慮的因素有建筑物結(jié)構(gòu)上部位移特點(diǎn)、位移性能、結(jié)構(gòu)整體移動范圍內(nèi)無障礙物等。因?yàn)榻ㄖ锏氖褂媚晗掭^長，因此如果出現(xiàn)障礙物，可以在建筑物可移動范圍內(nèi)設(shè)置出入口。但是出入口的設(shè)置也存在一定的問題，如有時會對人們的生命安全造成威脅，因此，我們可以采取設(shè)置門墻或是標(biāo)志的方式，提高過往人群和車輛的

安全。

3、以建筑結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)為依據(jù)

工民結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計主要的目的就是在遇到地震時，能夠有效的保證建筑物的安全。因此，建筑物結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計需要考慮的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是遵循建筑區(qū)域內(nèi)可能出現(xiàn)的大地震烈度機(jī)構(gòu)性。抗震性能指標(biāo)是以建筑物受到地震影響時其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部結(jié)構(gòu)不會受到破壞。同時，還要保證建筑結(jié)構(gòu)中沒有抗震性能的結(jié)構(gòu)以及建筑物結(jié)構(gòu)的重要基礎(chǔ)部位也具有較強(qiáng)的抗震能力。除了對建筑物抗震性能的考慮之外，我們還要充分考慮建筑物的抗風(fēng)性能。在大風(fēng)或者臺風(fēng)的影響下，建筑物的結(jié)構(gòu)會發(fā)生水平振動從而導(dǎo)致建筑物安全性能的降低，同時還會影響建筑物本身的抗震構(gòu)造的耐久性。因此，建筑物抗震設(shè)計的要求得到滿足就需要將建筑結(jié)構(gòu)的性能指標(biāo)達(dá)到制定的標(biāo)準(zhǔn)。

二、對影響土木工程結(jié)構(gòu)的抗震性能的因素進(jìn)行分析

土木工程建設(shè)中抗震性能是重點(diǎn)考慮因素之一，要提高整個工程的抗震性能，首先要對抗震性能的影響因素進(jìn)行了解，在對土木工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時要根據(jù)施工地點(diǎn)的具體情況再結(jié)合這些因素進(jìn)行設(shè)計，只有這樣才能達(dá)到最好的設(shè)計效果。

1、土木工程建設(shè)的場地選擇

在土木工程的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對整個建筑抗震性能產(chǎn)生直接影響是施工場地的選擇。要想從根本上提高建筑的抗震性要選擇好場地，這樣將來也能給人民的生活帶來便利。在選擇場地是要注意：場地中地基的狀況，場地的地基狀況對整個結(jié)構(gòu)的抗震性能有重要的影響，一旦發(fā)生地震，相對地基不穩(wěn)固的場地來說往往地基穩(wěn)固的工程結(jié)構(gòu)遭受的破壞較小?？偟膩碚f，在選在場地進(jìn)行施工時要選擇地勢平坦開闊且地址堅(jiān)硬的場地或者地址密實(shí)且均勻的中硬土場地進(jìn)行設(shè)計施工，以此來避開滑坡、斷層、凹陷等狀況較差的地形和地質(zhì)，確保地基的穩(wěn)固性，從根本上將土木工程結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行提高。

2、材料的選用以及機(jī)構(gòu)體系的設(shè)計

在對土木工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，要選擇合適的結(jié)構(gòu)體系和材料。目前土木工程的建設(shè)施工中多數(shù)以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的形式進(jìn)行施工，但是鋼筋混凝土本身容易變形、彎曲以及發(fā)生側(cè)移，所以在設(shè)計時要進(jìn)行全方位考慮。要提高整個結(jié)構(gòu)的抗震性能可選用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等取代鋼筋混凝土，這樣能夠有效降低柱斷面的尺寸，達(dá)到優(yōu)化整體抗震性能的目標(biāo)。

3、合理控制土木工程結(jié)構(gòu)的高度

無論是哪種形態(tài)的工程結(jié)構(gòu)都需要具備合適的高度，選擇合適的結(jié)構(gòu)高度對于抗震性能的提升有著非常重要的意義。由實(shí)際經(jīng)驗(yàn)得知，當(dāng)發(fā)生地震時，結(jié)構(gòu)物的高度較小建筑受到的破壞相對較??；結(jié)構(gòu)物高的建筑，遭受地震時結(jié)構(gòu)容易變形，抗震性能差，遭受的破壞更嚴(yán)重。因此，在對土木工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時也要考慮結(jié)構(gòu)物高度的因素，只有合適、合理的結(jié)構(gòu)物高度才能提升整個建筑的抗震力。

4、結(jié)構(gòu)的抗震防烈度

目前我國對土木工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求較低，尤其是在軸壓比、配筋率、梁柱承載力等方面。所以在設(shè)計的時候要對抗震的防裂度進(jìn)行考慮，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時一般遵循“小震不壞、中震可修、大震不倒”的基本原則，同時要做好對抗震防烈度的審核工作，以此來提高整個工程的抗震性能。

三、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計時抗震的設(shè)計措施

1、合理選擇地基場地

合理選擇地基場地是促進(jìn)我國土木工程抗震技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)保障。在實(shí)際施工過程中，設(shè)計人員應(yīng)該結(jié)合實(shí)際施工狀況選擇合理的施工場地，施工人員必須深入施工現(xiàn)場，了解土木工程所在地的地質(zhì)狀況，明確該地段的地震活躍狀況，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際地震發(fā)生情況對可能出現(xiàn)地震區(qū)域進(jìn)行分析，研究人員還應(yīng)該準(zhǔn)確地評定該區(qū)域一旦發(fā)生地震后地震的等級以及毀壞程度等。選址過程中，應(yīng)該盡量少選擇不利于施工的場地，如果建設(shè)項(xiàng)目中必然存在施工困難的區(qū)域，施工人員應(yīng)該對該區(qū)域的地質(zhì)加工加固，經(jīng)過篩選后的地基應(yīng)該處在密度較高或者巖石較多的基土位置，從根本上提高建筑物的抗震能力。

2、關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則特性

實(shí)際施工中，為提高土木工程的抗震能力，施工人員還應(yīng)該更高度關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則特性。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該盡量選擇最簡單的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，與此同時確保結(jié)構(gòu)的規(guī)律特性，在實(shí)際施工過程中，在合理分布建筑物承載能力的同時，還能提高建筑物的穩(wěn)定性和牢固性。如果土木工程的結(jié)構(gòu)不規(guī)則，施工時鋼心和建筑物結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)嚴(yán)重的交錯現(xiàn)象，一旦發(fā)生地震建筑物架構(gòu)將出現(xiàn)嚴(yán)重偏離，整體強(qiáng)度降低后土木工程的穩(wěn)定性也隨之降低。因此，設(shè)計人員應(yīng)該關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則特性，減少因建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則引發(fā)的地震災(zāi)害。

3、合理選擇建筑結(jié)構(gòu)原材料

合理選擇建筑結(jié)構(gòu)原材料是提高建筑物整體質(zhì)量的基礎(chǔ)保障。鋼筋材料在土木工程施工中使用范圍非常廣，鋼筋材料的質(zhì)量直接決定建筑物的整體抗震能力。因此，施工人員應(yīng)該結(jié)合建筑施工的實(shí)際狀況，選擇合適的材料，在考慮鋼筋韌性的同時還應(yīng)該充分考慮鋼筋的受力方向與豎直方向。在選取土木工程施工中使用其他材料時，施工人員在考慮材料抗震性能的同時還應(yīng)該注重成本控制，從根本上為土木工程的發(fā)展提供動力。

4、合理設(shè)計隔震及消能減震項(xiàng)目

地震常發(fā)帶對土木工程的抗震能力要求非常高，土木工程不僅要具備基本的抗震能力還應(yīng)該具有隔震和消能減震的作用。因此，土木工程研究人員應(yīng)該在選址期間確保地基的密實(shí)性和穩(wěn)定性，從根本上降低地震對建筑物整體質(zhì)量的影響。另外，研究人員還應(yīng)該結(jié)合建筑物自身存在差異，明確各建筑物的隔震系數(shù)，選擇合適的隔震支座，提高建筑物的抗震性能。最后，研究人員還應(yīng)該設(shè)計合適的隔震和抗震構(gòu)建，明確建筑用材的延性，減小地震對建筑物的破壞。

5、加固設(shè)計

第一，如果土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計存在問題，設(shè)計人員應(yīng)該及時增加構(gòu)建的數(shù)量，以增強(qiáng)土木工程整體強(qiáng)度為依據(jù)，提高建筑物的整體抗震性能。第二，設(shè)計人員應(yīng)該通過增強(qiáng)建筑物承載性的方法提高土木工程的抗震能力，在擴(kuò)大建筑物原截面的同時，增加構(gòu)建提高建筑物的穩(wěn)固性。第三，如果建筑物的整體結(jié)構(gòu)不符合土木工程抗震標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計人員應(yīng)該及時調(diào)整建筑物整體結(jié)構(gòu)，在分散地震力的過程中減少地震對建筑帶來的損壞。

結(jié)束語

綜上所述，土木工程結(jié)構(gòu)中抗震技術(shù)對提高建筑物整體質(zhì)量、增加建筑物使用壽命有直接作用。土木工程建設(shè)者應(yīng)該在明確影響土木工程抗震能力的因素的前提下，從合理選擇地基場地、關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則特性以及合理設(shè)計隔震及消能減震項(xiàng)目等方面著手，以此提高土木工程結(jié)構(gòu)的抗震性能。

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