抗震因素在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性研究

鄒經(jīng)瑋

摘要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展使得我國(guó)居民的生活質(zhì)量獲得了大幅度的提升，現(xiàn)階段人們對(duì)居住環(huán)境舒適性、安全性方面均提出了更高的要求，基于此，在建筑工程項(xiàng)目建造的過(guò)程中，必須要充分考慮抗震這一影響工程安全的關(guān)鍵因素。本文將探討抗震因素在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性，并探討如何有效的提高土木工程結(jié)構(gòu)的抗震性，希望可以為工程實(shí)踐提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：土木工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);抗震;安全

前言：

在建筑土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，抗震性能是需要重點(diǎn)考慮的一項(xiàng)因素，其目的是防止工程結(jié)構(gòu)在地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)出現(xiàn)變形，昀大程度的保障內(nèi)部人員和財(cái)產(chǎn)的安全。這就要求設(shè)計(jì)人員嚴(yán)格按照抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，結(jié)合工程實(shí)際情況對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)的抗震功能進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量的全面提高。

1抗震因素在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性分析

依據(jù)目前我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展情況來(lái)看，過(guò)去依賴(lài)人工進(jìn)行計(jì)算的方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)抗震結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)度的要求，這是因?yàn)楝F(xiàn)代建筑土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表現(xiàn)出更強(qiáng)的復(fù)雜性，且在面對(duì)地震災(zāi)害時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多樣性的動(dòng)力。在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重點(diǎn)考慮抗震因素主要是出于以下幾項(xiàng)目的：

首先，確保人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。房屋建筑為人們提供了居住場(chǎng)所，人們的財(cái)產(chǎn)存放在其中，人們?cè)谏畹拇蟛糠謺r(shí)間中也都處于該場(chǎng)景之下，如果不能保障其結(jié)構(gòu)的抗震性能，一旦出現(xiàn)地震災(zāi)害，必然會(huì)威脅到人們的生命以及財(cái)產(chǎn)安全，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失以及惡劣的社會(huì)影響。

其次，促進(jìn)城市規(guī)劃的完善。在現(xiàn)代城市規(guī)劃之中，建筑是一項(xiàng)重要元素，它關(guān)系著整體的布局安排。而想要保障市政工程的規(guī)范性，就必須對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，使其能夠有效的抵御地震災(zāi)害，提高建筑物的使用壽命，為城市規(guī)劃的順利推進(jìn)提供保障。

再次，營(yíng)造良好的社會(huì)氛圍。優(yōu)化土木工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)可以提高建筑工程的整體質(zhì)量，為人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全提供保障，促進(jìn)人們生活質(zhì)量的提升，助力良好社會(huì)氛圍的構(gòu)成。

2土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)研究

2.1土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循的原則

首先，是簡(jiǎn)單化原則。在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該在保障結(jié)構(gòu)抗震性能達(dá)到要求的前提下，盡可能的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)體系，降低土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，避免引發(fā)平衡性問(wèn)題。而且簡(jiǎn)單實(shí)用的結(jié)構(gòu)體系更加有利于地震災(zāi)害的抵御。其中需要注意的一點(diǎn)是，要做到具體問(wèn)題具體分析，即根據(jù)工程建設(shè)地點(diǎn)的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生幾率以及抗震等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行針對(duì)性的抗震設(shè)計(jì)。

其次，整體性原則。在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要從結(jié)構(gòu)整體出發(fā)，進(jìn)行全面統(tǒng)籌的設(shè)計(jì)規(guī)劃，確保其結(jié)構(gòu)布局的合理性。具體來(lái)講，需要注意兩點(diǎn)，一是參考土木工程結(jié)構(gòu)分布的規(guī)律性，即對(duì)整個(gè)土木工程結(jié)構(gòu)分布進(jìn)行綜合性考慮，在確保抗震性能達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，注重建筑物的形態(tài)規(guī)則，并對(duì)其抗側(cè)力構(gòu)建進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)其于周邊結(jié)構(gòu)中心剛強(qiáng)度的均刀分布，這樣可以防止在地震災(zāi)害中發(fā)生突變。二是科學(xué)設(shè)計(jì)土木工程結(jié)構(gòu)體系，基于建筑物的抗震等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合建筑物的高度已經(jīng)所使用的材料制定結(jié)構(gòu)體系，保障所有部分結(jié)構(gòu)的有效性。

再次，抵抗性原則。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要盡可能確保結(jié)構(gòu)整體能夠有效抵抗地震產(chǎn)生的影響，據(jù)此構(gòu)建理想狀態(tài)的抵抗力，使其抵抗效果在地震災(zāi)害中能夠充分發(fā)揮出來(lái)。需要注意的是，抵抗力不宜過(guò)高，否則可能會(huì)影響到土木工程結(jié)構(gòu)體系力學(xué)平衡。

3提高土木工程結(jié)構(gòu)抗震性能的設(shè)計(jì)方法

3.1對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行合理的選擇

土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要影響因素就是場(chǎng)地選擇的合理性，在不同的地理環(huán)境條件之下，地震災(zāi)害發(fā)生的幾率及其對(duì)建筑物帶來(lái)的危害均有所區(qū)別。因此在進(jìn)行選址階段，設(shè)計(jì)人員要對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面的勘察，了解現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)和地形情況，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行抗震場(chǎng)地的選擇。一般情況下，應(yīng)盡可能的避開(kāi)斷層、凹陷等危險(xiǎn)地段。在場(chǎng)地選擇完畢后，則要根據(jù)工程建設(shè)的實(shí)際情況，如建筑規(guī)模、結(jié)構(gòu)要求等對(duì)抗震強(qiáng)度進(jìn)行確定。這需要設(shè)計(jì)單位嚴(yán)格按照國(guó)家出臺(tái)的相關(guān)法律法規(guī)，如建筑抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等，完善設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)建筑外觀、結(jié)構(gòu)以及各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)抗震強(qiáng)度的有效性，避免建筑在地震災(zāi)害中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)點(diǎn)破壞的情況。

3.2對(duì)結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行合理的篩選

在土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，材料選用也是需要重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)項(xiàng)目，材料是結(jié)構(gòu)主體構(gòu)成的基礎(chǔ)，材料的質(zhì)量以及性能直接影響著結(jié)構(gòu)的抗震性能。設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行材料選擇的過(guò)程中，要根據(jù)工程是實(shí)況對(duì)強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行確定，根據(jù)該等級(jí)進(jìn)行材料選用，與此同時(shí)還需要考慮到建筑的實(shí)際用途、地理位置以及美觀性能。鋼筋是當(dāng)前土木工程昀常使用的一類(lèi)材料，鋼筋材料的質(zhì)量關(guān)系著土木結(jié)構(gòu)的抗震性能。具體來(lái)講，應(yīng)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求對(duì)鋼筋的性能、參數(shù)、型號(hào)進(jìn)行合理選擇。在確保材料達(dá)標(biāo)的同時(shí)，還應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行考量，兼顧工程的成本控制。

3.3對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)

土木工程結(jié)構(gòu)體系的科學(xué)性與其抗震性能同樣息息相關(guān)，而且具體設(shè)計(jì)中，不僅要滿(mǎn)足工程結(jié)構(gòu)抗震性能的要求，還要滿(mǎn)足外在美觀性要求，可見(jiàn)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所涉及到的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域較多，自然需要面對(duì)多樣化的影響因素。對(duì)此，設(shè)計(jì)單位需要對(duì)當(dāng)?shù)氐卣馂?zāi)害相關(guān)資料進(jìn)行全面采集分析，基于綜合性評(píng)價(jià)結(jié)果確定建筑物結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性方面的要求。在設(shè)計(jì)中要避免出現(xiàn)不規(guī)則的構(gòu)造，針對(duì)性的采取一定的措施強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，如在主要承力部位設(shè)置額外的防護(hù)措施，在建筑物的一些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處設(shè)置隔震裝置，以降低地震災(zāi)害對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響，隔斷地震能量自下而上的傳遞。但需要注意的是，高層建筑一般不適合采用隔震裝置，原因在于會(huì)加強(qiáng)樓層的自震周期。目前建筑工程中比較常用的隔震措施主要是橡膠墊或混合隔震措施，原理包括粘性隔震、摩擦隔震，作用是為建筑物提供支撐作用，并對(duì)地震能量進(jìn)行有效的吸收。

3.4同時(shí)設(shè)置多重抗震防線

多重抗震防線的設(shè)置也是有效提升建筑抗震性能的有效手段，在進(jìn)行多重抗震設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要對(duì)建筑的實(shí)情進(jìn)行全面分析，尤其是組成建筑的各個(gè)構(gòu)件，針對(duì)性的采取多種抗震措施進(jìn)行精密的配合。抗震防線設(shè)置的要點(diǎn)如下，首先對(duì)建筑剛度和延展性構(gòu)件，在此基礎(chǔ)上完成第一道防線的布置，之后進(jìn)一步完成第二道和第三道防線的布置。此外還有一個(gè)需要特別注意的點(diǎn)，即豎向設(shè)計(jì)。豎向設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)在于洞口的設(shè)置，要做到整齊性和規(guī)律性，這樣做的目的是防止土木工程在受到驟然沖擊時(shí)出現(xiàn)過(guò)度變形。此外，土木工程結(jié)構(gòu)的相同層面支柱和其他的連接結(jié)構(gòu)要保持相同的剛性，在填充墻的設(shè)計(jì)要保證強(qiáng)度的合理分類(lèi)，完善防震縫的設(shè)置。除此之外，還應(yīng)對(duì)抗側(cè)力的體形進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，即在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)按照強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)節(jié)弱桿、強(qiáng)壓弱拉等原則，在充分考慮桿件軸力的前提下進(jìn)行橫向桿的選擇，提升建筑結(jié)構(gòu)的整體延性。在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)屈服性進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，應(yīng)遵循整體性的原則，而不應(yīng)分樓層開(kāi)展，否則容易造成建筑結(jié)構(gòu)的損壞。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，土木工程建筑的抗震性是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮的一項(xiàng)因素，它與建筑的質(zhì)量水平以及使用壽命存在緊密的關(guān)聯(lián)，因此在設(shè)計(jì)工組中應(yīng)通過(guò)材料的合理選用、結(jié)構(gòu)體系的科學(xué)建構(gòu)盡可能的強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的抗震性能，為人們的生命財(cái)產(chǎn)安全提供有效的保障。

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