土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震研究

藍(lán)麗江

(桂林理工大學(xué)博文管理學(xué)院， 廣西 桂林 541006)

0 前言

現(xiàn)行社會中土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計多種多樣，但是必須遵循國家和當(dāng)?shù)夭块T的規(guī)定，本文主要講述土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震問題。眾所周知，地震是我們所不可避免的事情，地震的危害性我們無法想象，隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計不斷圍繞抗震設(shè)計降低地震對人民的危害性。在進(jìn)行土木工程抗震設(shè)計時不免要求設(shè)計人員清楚的了解土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計抗震的線管理論，來進(jìn)一步提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震性能。

1 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計抗震研究中存在的問題

1.1 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計概念不清

地震是破壞力極強(qiáng)的自然災(zāi)害，具有瞬時性以及隨即行，目前國際上還尚未出現(xiàn)能夠精確的預(yù)報地震的測量儀器。我國房屋建筑采用 3水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)，即“小震不壞，中震可修，大震不倒”目的是能更好的降低地震帶來的危害。當(dāng)前國際上的抗震理論，大部分都是采用插入式的整體結(jié)構(gòu)，將建筑的基礎(chǔ)及其以上部分視為一個整體，其剛度較大，出現(xiàn)地震作用時能具有更強(qiáng)的承受能力。但面對多種多樣的建筑形式，其基礎(chǔ)埋深各有不同，基礎(chǔ)埋深越大，承受地震沖擊的能力越強(qiáng)，而單純依靠增加結(jié)構(gòu)的剛度來抗震是不全面的，需要在關(guān)鍵位置加強(qiáng)抗震設(shè)計，采用概念設(shè)計方法加大結(jié)構(gòu)的抵抗能力，減小破壞程度，由此可見，抗震設(shè)計概念可謂抗震設(shè)計的靈魂。

1.2 建筑材料的選擇

如果說設(shè)計方案是前提，那么對于建筑結(jié)構(gòu)材料的選擇就是關(guān)鍵問題。設(shè)計人員一定要重視建筑材料的應(yīng)用，考慮建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能是否達(dá)標(biāo)，確保建筑的抗震性能。一個合格的抗震建筑，需要合格的建筑材料來打造。因此，承建單位在選用材料的時候，需要對建筑材料的質(zhì)量層層把關(guān)，確保材料的強(qiáng)度與硬度，這樣能夠有效地避免因材料質(zhì)量不合格而導(dǎo)致的建筑抗震能力下降。所以，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)及建筑材料的選擇上一定要嚴(yán)禁慎重。

1.3 忽略環(huán)境影響因素

環(huán)境是我們生活中不可缺少的一部分，在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中也是不可忽略的，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計除了需要考慮安全性、耐久性和牢固性外，還需要考慮綜合溫度、濕度、水土酸堿度、化學(xué)腐蝕等環(huán)境因素。但是在實際進(jìn)行方案設(shè)計時，設(shè)計者往往會忽略環(huán)境因素的影響。這樣不僅不利于工程結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性的保護(hù)，還會對混凝土和鋼筋產(chǎn)生負(fù)面影響。所以，在實際生活中，設(shè)計者一定要考慮環(huán)境因素對土木工程的影響，否則，將會出現(xiàn)許多問題。

2 土木工程抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則

2.1 結(jié)構(gòu)的平面形狀力求簡單

在土木工程開工前期，設(shè)計人員在設(shè)計土木工程抗震結(jié)構(gòu)方案的時候，應(yīng)對建筑的結(jié)構(gòu)性進(jìn)行合理的設(shè)計，應(yīng)當(dāng)保證建筑的整體結(jié)構(gòu)布置簡單、對稱和規(guī)則，因為這樣能夠使建筑的整體抗震能力大大提升，再結(jié)合相關(guān)的抗震技術(shù)進(jìn)行施工，以此來減輕地震對建筑的破壞程度，保護(hù)人民的人身權(quán)及財產(chǎn)權(quán)。

2.2 加強(qiáng)建筑的穩(wěn)定性

當(dāng)今世界的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)展迅速，人機(jī)交互程度越來越高，但是在采用計算機(jī)設(shè)計計算的過程中，不免會出現(xiàn)各種問題，這就需要設(shè)計工作人員進(jìn)及時發(fā)現(xiàn)問題并且進(jìn)行糾正，讓建筑屹立幾十年不成問題，盡管如此，工作人員依然要重視建筑的穩(wěn)定性。加強(qiáng)建筑的穩(wěn)定性，也會加強(qiáng)建筑的抗震性能。

2.3 降低地震對建筑的影響

隨著科技的快速發(fā)展，人民對地震的了解也是在不斷加深和提高。許多科學(xué)家也對地震進(jìn)行了研究，制定了很多能夠有效提升建筑抗震能力的方案，其中較為廣泛應(yīng)用的，就是在建筑基礎(chǔ)與建筑主體之間添加一個隔離地震層，以及在建筑頂部加一個反擺，從而抵消地震的效應(yīng)，降低地震震害，在一定程度上減少了建筑物的內(nèi)部損壞。

3 抗震設(shè)計的措施

3.1 分析工程建筑規(guī)則性對抗震性能的影響

在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計時，不僅要考慮地基的情況，還要考慮工程建筑是否規(guī)則，如果不規(guī)則對抗震性能有什么影響。隨著城市化進(jìn)程建設(shè)不斷加快，人們物質(zhì)生活得到了極大的改善，對精神文化需求不斷增強(qiáng)，為建筑設(shè)計帶來了發(fā)展機(jī)遇。復(fù)雜、不規(guī)則及不對稱結(jié)構(gòu)建筑涌現(xiàn)，并成為建筑發(fā)展的潮流。這些平面、立面、豎面等都處于不規(guī)則的建筑狀態(tài)，對工程建筑的抗震性能有著極大的影響。因此，在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計時要避免一些不規(guī)則的建筑形體，采用簡潔牢固的建筑設(shè)計，才能夠有效的加強(qiáng)建筑的牢固程度和穩(wěn)定性，并且需要進(jìn)行合理有效的設(shè)計。而不規(guī)則的建筑以扭轉(zhuǎn)、凹凸不規(guī)則等多種形式存在時，則應(yīng)給予更多關(guān)注和重視。

3.2 提高設(shè)計人員自身的職業(yè)素質(zhì)

職業(yè)素質(zhì)是評判一個工作人員的標(biāo)準(zhǔn)，一個合格的結(jié)構(gòu)設(shè)計，同樣需要一個優(yōu)秀的設(shè)計團(tuán)隊來完成。設(shè)計人員對整個建筑工程有著至關(guān)重要的作用。這就需要相關(guān)單位要時刻關(guān)注設(shè)計人員，并加強(qiáng)他們的職業(yè)素質(zhì)及其修養(yǎng)，單位不僅要培養(yǎng)他們進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)、學(xué)習(xí)，還要讓他們進(jìn)行專業(yè)的交流，與相關(guān)的企業(yè)優(yōu)秀人士進(jìn)行切磋，這樣不僅能夠提升設(shè)計人員的知識水平，還能增加他們對于工程建筑設(shè)計的視野。現(xiàn)在最注重的就是創(chuàng)新能力，所以，提高設(shè)計人員的創(chuàng)新能力和工作能力是必備的。這不僅會為工程建筑打下一個良好的基礎(chǔ)，還會造就優(yōu)秀的專業(yè)人才。除此之外，還要培養(yǎng)設(shè)計人員的責(zé)任意識，一個對團(tuán)隊、對工程負(fù)責(zé)的人員。

3.3 科學(xué)合理

在進(jìn)行施工時，需要科學(xué)合理的布局。設(shè)計人員在進(jìn)行土木工程建筑設(shè)計時不僅需要考慮各個地方地質(zhì)的差異，還要考慮氣溫氣候及地震發(fā)生狀況的影響，因此，進(jìn)行科學(xué)合理的布局可以使地震能量減少對建筑的影響及破壞程度。要建立以位置移動為基點的設(shè)計，以及定量分析，同時在地震發(fā)生的時候，要達(dá)到建筑物破壞的變形要求，應(yīng)該進(jìn)行設(shè)計定量分析，減少建筑下層位置移動延性比。此外，應(yīng)該在地震不夠活躍的地帶、地質(zhì)硬度比較大的地方進(jìn)行建筑的修建，從而才能大大降低地震能量。對各個節(jié)點進(jìn)行保護(hù)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，加長框架內(nèi)同一水平的柱兩端的屈服，以及在柱低將塑性較形成，使柱端與梁端的塑性較得到充分的分散效果。以此來提升土木工程建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力。

4 土木工程設(shè)計選擇抗震體系類型

在我國土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計抗震類型巨多，尤其是在如今科技發(fā)達(dá)的時代。有實惠型、經(jīng)濟(jì)型、安全型等等，但是人們大多數(shù)還是選擇比較經(jīng)濟(jì)實惠，又安全又抗震的類型，如今的城市建筑比較昂貴，尤其是在一線城市以及發(fā)達(dá)的城市。因為地皮比較貴又處于繁華的地方，所用的材料及抗震設(shè)計都是比較好的，也會為我們減少地震的風(fēng)險，因此，選擇抗震性的建筑是必不可少的。

5 結(jié)語

綜上所述，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震研究關(guān)系著我們的人身及財產(chǎn)安全，工程建筑在設(shè)計中其抗震性能是必不可少的，尤其需要注意的是設(shè)計人員在設(shè)計方案和選擇材料的時候，一定要慎重，工程建筑不是兒戲，我們都知道其重要性。所以，土木工程抗震設(shè)計是工程建筑不可或缺的一部分，在進(jìn)行建筑施工時一定要注意抗震性能。

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