探討土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震研究

【摘要】隨著土木工程建設(shè)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)設(shè)計顯得非常重要，地震災(zāi)害現(xiàn)象對建筑結(jié)構(gòu)的影響非常大。在建筑土木結(jié)構(gòu)設(shè)計當中通常都要求與抗震性相結(jié)合，從而提高其結(jié)構(gòu)的抗震能力。在進行土木工程設(shè)計的過程中，設(shè)計人員需要按照相關(guān)的設(shè)計準則來保證設(shè)計方案的合理性，從而提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。因此，在土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計當中，一定要重視其抗震設(shè)計。本文主要分析了土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計當中的抗震問題。

【關(guān)鍵詞】土木工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計；抗震設(shè)計；案例分析

由于抗震性能的融入，促使了建筑整體安全性能以及穩(wěn)定性能的大力提升，將諸多的安全隱患排除在外。針對我國的建筑部門來講，必須依據(jù)國外的先進技術(shù)與知識，通過深入的探究與分析，結(jié)合實際的建筑結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震性能的不斷加強。

1、案例分析

1.1工程概況

以此工程為例探討土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計，擬建項目在深圳市羅湖區(qū)項目地塊為不規(guī)則地形，南側(cè)地形相對平坦，東北側(cè)地形較復(fù)雜，由北向南呈現(xiàn)從高到低的坡地。設(shè)計有4層地下室，上接七層商業(yè)裙房。底盤上部設(shè)計1座32層超高層塔樓，建筑高度142.3m，地下室柱距為8一11米，用途為地下停車場，設(shè)備房，商場。本項目建設(shè)用地面積6750.61m2，建筑面積57200mZ，其中商業(yè)29200mZ，辦公28000mZ，容積率8.47。

1.2結(jié)構(gòu)受力分析

由于該建筑工程的結(jié)構(gòu)樓板存在著不連續(xù)的現(xiàn)象，并且樓板還存在著扭轉(zhuǎn)不規(guī)則等問題。因此，樓板在進行豎向力的承受、傳遞過程中，會出現(xiàn)把水平力傳遞、分配給豎向抗側(cè)力構(gòu)件的現(xiàn)象。在該建筑結(jié)構(gòu)中，因為結(jié)構(gòu)樓板屬于強度構(gòu)件，并且樓板結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)計工作中可能受到豎向力所引起的平面外彎矩、扭矩的影響，因而樓板可能出現(xiàn)協(xié)調(diào)變形等問題。同時，由于水平力在進行傳遞與分配時，可能引發(fā)平面內(nèi)的剪力與軸力，這就對建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力造成了一定的危害。因而，在進行抗震設(shè)計工作時一定要對相關(guān)因素進行考慮，進而可以避免受力問題的發(fā)生。此外，因為剪力墻結(jié)構(gòu)與框架結(jié)構(gòu)在層間位移角彈性極限值方面存在著較大的差異，也會影響到建筑的抗震性能，所以在進行設(shè)計工作時要對框剪結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計進行改進。

2、影響土木工程結(jié)構(gòu)的抗震性能的因素

2.1建筑結(jié)構(gòu)體系

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計對建筑的整體抗震性能起到?jīng)Q定性作用。因此在具體的設(shè)計中就要充分考慮到二者之間的關(guān)系。需要注意的是要正確地看待并處理建筑結(jié)構(gòu)中的整體與局部之間的關(guān)系，最大程度地做到二者的協(xié)調(diào)，局部的建設(shè)不能影響到整體的布局和使用，而整體結(jié)構(gòu)需要為局部的使用提供支持，另外，在抗震性能上還要確保建筑的局部不會對整體產(chǎn)生影響，以最大限度地保障工程結(jié)構(gòu)的抗震性能。

2.2場地選擇因素

施工場地是土木工程的承載，場地所處的地形、地質(zhì)、地貌等因素會對整個土木工程結(jié)構(gòu)的抗震性能產(chǎn)生直接的影響。選擇適宜的場地進行土木工程的建設(shè)能夠從源頭上增強其抗震性，而在土木工程建成后對以后在此生活的民眾也會便利許多。為了提高土木工程的抗震性能，在選擇建設(shè)場地時主要應(yīng)注意該場地的地基狀況，因為地基承載著整個建筑物，其穩(wěn)固與否會直接影響著土木工程的抗震性，假使發(fā)生地震等災(zāi)害，地基穩(wěn)固的工程結(jié)構(gòu)不易被破壞，造成的損失也教小。綜合而言，在土工工程建設(shè)時的場地選擇方面應(yīng)著重選擇那些地質(zhì)密實、地勢平坦、土質(zhì)堅硬的場地，確保土木工程根基的穩(wěn)定和安全，這樣可以避免有著斷層、滑坡、凹陷等地形對土木工程造成影響，從源頭上增強土木工程整體的抗震性能。

2.3合理控制土木工程結(jié)構(gòu)的高度

無論是何種結(jié)構(gòu)都要對其高度進行合理的控制，這樣才能夠保證結(jié)構(gòu)的抗震性能。在地震災(zāi)害當中，建筑結(jié)構(gòu)的受損程度與其高度是成正比的，因此要想降低地震對結(jié)構(gòu)的破壞就要將其高度控制在合理的范圍內(nèi)。過高的建筑結(jié)構(gòu)其穩(wěn)定性就不能夠承受地震的沖擊力，結(jié)構(gòu)也就出現(xiàn)一定的變形現(xiàn)象。在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，設(shè)計人員要結(jié)合工程施工環(huán)境以及現(xiàn)場的情況來進行高度的確定，以此來提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。

3、抗震設(shè)計控制措施

3.1完善抗震設(shè)計方案

首先從設(shè)計方案方面入手，著重完善設(shè)計方案。作為工程施工的重要依據(jù)和參考，在設(shè)計中要充分體現(xiàn)出工程的細節(jié)部分，抗震性設(shè)計的細節(jié)不容小覷，尤其要針對抗震性能較為薄弱的環(huán)節(jié)進行強化處理，從而保障建筑結(jié)構(gòu)整體性能的提升。根據(jù)工程所在的地質(zhì)條件，合理分析其對工程抗震性的影響并選擇合理的措施進行優(yōu)化與改進。

3.2謹慎選擇土木工程施工場地

因為場地的選用直接關(guān)系到土木工程的抗震性能，所以提前做好場地的勘測和調(diào)查尤為必要，在勘測和調(diào)查的過程中必須要全面掌握場地的地質(zhì)情況、地貌特點、地形狀況等因素，在此調(diào)查清楚的前提下才能選擇優(yōu)良的場地進行土木工程的施工，同時也能夠避開那些容易產(chǎn)生滑坡、地面容易凹陷以及地質(zhì)斷層的地帶，從源頭上保證場地對土木工程結(jié)構(gòu)的抗震性能的提升。如果在選用場地時無法避開那些不良的地帶，則必須在土木工程施工前、施工中以及施工后都采取相應(yīng)的措施，使得場地對其抗震性能的影響降到最低。

3.3框架的抗震設(shè)計

一般來說，建筑結(jié)構(gòu)在抗震過程中的第一道防線就是框架結(jié)構(gòu)，一旦框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計出現(xiàn)問題，將直接影響到整個建筑的安全性與穩(wěn)定性。在進行框架抗震設(shè)計工作時，首先要提高框架的抗側(cè)力。在實際的設(shè)計工作中，一般通過調(diào)節(jié)框架所受的剪力來提高框架結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力。

3.4建筑的細部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

建筑的細部結(jié)構(gòu)對其整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量以及穩(wěn)定性均起到?jīng)Q定性的作用，在建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程當中，由于缺乏真實的房屋結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，極有可能在建筑細部結(jié)構(gòu)的計算過程中出現(xiàn)誤差，由于受到各種外在因素影響，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方案與實際效果出現(xiàn)巨大偏差。這樣一來，不但使建筑細節(jié)部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)較多問題，同時也對建筑的整體結(jié)構(gòu)帶來隱患。所以，設(shè)計人員在開展結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的時候，應(yīng)當對建筑的整體細節(jié)部分進程充分的了解掌握，不斷優(yōu)化其細節(jié)部分的設(shè)計效果，防治后期房屋細部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)斷裂、錯位等情況，使建筑本身的經(jīng)濟性、安全性都能夠雙雙提高。除此之外，還需要確保室內(nèi)掛飾、懸吊燈具、人工造影裝置和房建主體結(jié)構(gòu)之間連接的強度，避免出現(xiàn)連接設(shè)計不牢固，在地震時出現(xiàn)物件墜落，出現(xiàn)人員受傷現(xiàn)象。

結(jié)語：

抗震性能的設(shè)計是當前土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一個重要課題，因為這關(guān)系著廣大人民群眾的生命和財產(chǎn)安全。因此在進行設(shè)計時必須結(jié)合所選場地實際并綜合多方面的因素，不管是設(shè)計過程還是在施工過程中，不僅要選用專業(yè)的設(shè)計人員和施工人員，而且要采用科學(xué)的方法來從各方面提高土木工程結(jié)構(gòu)的抗震性能。

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作者簡介：

于聰（身份證號碼：220106198203180058）。