探討土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震問題

聶磊

（潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)公司，山西 長(zhǎng)治 046000）

0 引言

關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)是目前建筑行業(yè)中廣泛應(yīng)用的結(jié)構(gòu)方式。對(duì)于抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也是土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)內(nèi)容。如果一個(gè)建筑物不能夠與抗震設(shè)計(jì)做到有效結(jié)合，就不能夠讓整個(gè)建筑物處于絕對(duì)安全的狀態(tài)之中，反而會(huì)增加內(nèi)部居住人群的危險(xiǎn)系數(shù)。城市鋼筋混凝土抗震結(jié)構(gòu)的質(zhì)量影響到城市發(fā)展的進(jìn)程，也會(huì)對(duì)整個(gè)省份乃至國家的發(fā)展態(tài)勢(shì)有著密不可分的聯(lián)系。因此，對(duì)于土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)必須引起全社會(huì)的共同關(guān)注，才可以讓這一問題被有效的處理，從而提高整體的施工質(zhì)量和施工效率。

1 土木工程抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)

在現(xiàn)代社會(huì)中，我國的各行各業(yè)已經(jīng)向著非常完善的方向進(jìn)行發(fā)展，對(duì)于土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行業(yè)而言同樣如此，盡管在現(xiàn)在的社會(huì)中已經(jīng)有各種各樣的政策輔助土木工程設(shè)計(jì)向著更加有利于人們居住的層面發(fā)展，但是仍然需要在抗震設(shè)計(jì)方面，按照法律的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣才能讓整個(gè)建筑產(chǎn)品擁有良好的性能，也能夠?yàn)樯鐣?huì)帶來巨大的使用價(jià)值，所以設(shè)計(jì)也應(yīng)該按照一定的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行[1]。①如果在復(fù)雜的土木工程施工之中，則需要使用科學(xué)方法分析出土質(zhì)的成分，以及土層的薄弱部位。并且根據(jù)其彈性形變的幅度計(jì)算出相應(yīng)的剪切力和各種力學(xué)的性能，并且通過各種力學(xué)性能分析出最佳的抗震結(jié)構(gòu)。從而將該抗震結(jié)構(gòu)融合進(jìn)土木工程施工之中，進(jìn)一步提升整體的抗震性能；②在進(jìn)行設(shè)計(jì)之中，應(yīng)該使用彈塑性過程的分析法，對(duì)每個(gè)階段的力學(xué)性能進(jìn)行重點(diǎn)分析。這一分析與上一階段不同的地方是需要使用到多種方法，才能夠得到更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)；③進(jìn)行多塔樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，需要注意多塔樓結(jié)構(gòu)。每個(gè)樓層的陣型數(shù)合計(jì)計(jì)算，不能夠單獨(dú)進(jìn)行計(jì)算。而最好的陣型數(shù)應(yīng)該保持大于等于九這個(gè)數(shù)值，才可以進(jìn)行其他工序的設(shè)計(jì)。隨著土木工程行業(yè)的快速發(fā)展，我國土木工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性已經(jīng)處于一個(gè)快速發(fā)展的階段。為了更好地保證發(fā)展階段的質(zhì)量，必須融合進(jìn)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理，才可以讓其得到更廣泛的應(yīng)用。

2 提升土木工程抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的措施

2.1 選用科學(xué)合理的施工材料

土木工程的整體質(zhì)量取決于土木工程材料的選擇[2]。如果材料的基本力學(xué)性能不過關(guān)，就會(huì)影響在實(shí)際施工中的效果，也會(huì)影響土木工程產(chǎn)品的抗震效果。所以在土木工程施工的過程中，最普通的建筑材料就是鋼筋和混凝土材料。鋼筋混凝土材料的質(zhì)量，對(duì)于整體抗震性能有著至關(guān)重要的影響。所以在實(shí)際施工之前，應(yīng)該對(duì)鋼筋的相應(yīng)參數(shù)和混凝土能夠承載最大的力進(jìn)行檢測(cè)。只有當(dāng)全部的測(cè)量數(shù)據(jù)符合實(shí)際施工要求的情況之下，才可以進(jìn)行實(shí)際的施工，否則就應(yīng)該重新選擇其他的建筑材料。這是從安全和材料的角度加以考慮的。

2.2 選擇合適的施工部位

一個(gè)建筑產(chǎn)品選擇的位置，取決于其建筑的質(zhì)量和設(shè)計(jì)師的眼光。所以某一個(gè)地理位置是否容易發(fā)生地震現(xiàn)象，就是對(duì)勘察人員和設(shè)計(jì)人員的專業(yè)技術(shù)和專業(yè)素養(yǎng)的考驗(yàn)。在進(jìn)行設(shè)計(jì)施工階段，都需要對(duì)土木工程的實(shí)際地理位置進(jìn)行詳細(xì)的勘察。以保證實(shí)際施工的可行性和施工環(huán)境與設(shè)計(jì)圖紙的匹配程度。所以在選擇建筑的位置過程中應(yīng)該綜合以下方面進(jìn)行：①需要對(duì)地理環(huán)境的土層結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。尋找土質(zhì)結(jié)構(gòu)中相對(duì)比較穩(wěn)定的區(qū)域和地質(zhì)環(huán)境比較堅(jiān)硬的部位進(jìn)行施工。這種施工部位能夠最大程度的減少地震帶來的傷害；②需要在施工中選擇相對(duì)地勢(shì)比較平緩，并且周圍環(huán)境比較開礦的位置進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)的施工。這樣的部位能夠有利于施工階段的進(jìn)行，也能夠最大程度上保證地震發(fā)生時(shí)對(duì)建筑物帶來的影響最小，也能夠?yàn)閮?nèi)部的居住人群爭(zhēng)取到更多的逃生時(shí)間?？梢哉f這一個(gè)環(huán)節(jié)的選擇綜合了多方面的因素[3]。

2.3 認(rèn)真研究抗震機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案取決于設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)知識(shí)的積累程度。如果設(shè)計(jì)人員不能夠?qū)Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和抗震設(shè)計(jì)有著多年經(jīng)驗(yàn)的積累，就容易在設(shè)計(jì)的過程中出現(xiàn)理解偏頗，或者與實(shí)際情況不符的現(xiàn)象。所以進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，必須重視經(jīng)濟(jì)方面科學(xué)方面和實(shí)際應(yīng)用方面等綜合方面的考量。才可以達(dá)到最好的方案設(shè)計(jì)效果[4]。①應(yīng)該根據(jù)抗震的作用特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出抗震結(jié)構(gòu)方案。這樣能夠通過多道抗震防線的組合使用，有效提升整體土木結(jié)構(gòu)的安全性；②設(shè)計(jì)階段也應(yīng)該考慮抗震承載力的影響作用。其是保證土木工程產(chǎn)品能夠在抗震的環(huán)境之中進(jìn)行良好的力學(xué)消化和力學(xué)緩解的效果；③進(jìn)行土木工程高度和現(xiàn)場(chǎng)狀況的實(shí)地勘察，需要根據(jù)土木工程環(huán)境的自振周期進(jìn)行分析。并且根據(jù)分析的最終結(jié)果進(jìn)行綜合考量，這樣才可以設(shè)計(jì)出最優(yōu)的施工方案。這三點(diǎn)的綜合應(yīng)用能夠保證科學(xué)合理抗震結(jié)構(gòu)方案具有良好的制定效果。

2.4 提高抗震防線質(zhì)量

抗震防線的優(yōu)化設(shè)計(jì)不是一句簡(jiǎn)單的口號(hào)，需要通過設(shè)計(jì)人員和施工人員的協(xié)同工作，才可以讓這句口號(hào)變成現(xiàn)實(shí)[5]。因此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，需要結(jié)合多組抗震防線的共同使用，才可以增強(qiáng)不同體系之間的這種效果。例如，可以在土木工程結(jié)構(gòu)中，設(shè)置獨(dú)立于土木工程本身的抗震墻。通過這種抗震墻能夠有效地抵擋地震發(fā)生時(shí)，對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)帶來的橫向和縱向的影響，從而讓地震對(duì)土木工程的影響減到最低?？拐饓σ部梢园l(fā)揮出一定的減緩影響力的效果。還可以在土木工程的外側(cè)設(shè)置木質(zhì)樓梯或其他結(jié)構(gòu)的土木工程結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步防止地震對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)的影響。對(duì)內(nèi)部人群而言也可以爭(zhēng)奪更多逃生的機(jī)會(huì)。

2.5 土木工程構(gòu)件合理使用

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，需要結(jié)合多種構(gòu)件和部位零件的混合使用，才可以提升整體的抗菌性能。對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)而言，土木工程的形體和構(gòu)件的使用效果會(huì)影響著施工質(zhì)量的高低。而在設(shè)計(jì)的過程中，各個(gè)構(gòu)件的拼接方式也考驗(yàn)著設(shè)計(jì)人員和其他生產(chǎn)人員的配合默契程度?？茖W(xué)地使用土木工程形體，并且對(duì)構(gòu)件進(jìn)行合理的拆分和利用，考察著土木工程設(shè)計(jì)師的專業(yè)技能。土木工程設(shè)計(jì)人員需要在平面圖、立面圖和剖面圖之中，結(jié)合相關(guān)的力學(xué)性能和建筑學(xué)知識(shí)，綜合評(píng)價(jià)構(gòu)件和部件的抗震性經(jīng)濟(jì)性和使用效果。在具體的土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)應(yīng)用過程中，最好選擇比較規(guī)則并且性能良好的土木工程構(gòu)件。同時(shí)，該種構(gòu)件也可以提升側(cè)面的剛度和沿著豎向方向的均勻變化。這樣也能夠減少側(cè)向地震對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)的影響，使其發(fā)生不規(guī)則的形變。

2.6 完善抗側(cè)力體形

在土木工程結(jié)構(gòu)施工的過程中，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的預(yù)選方案是十分必要的。預(yù)案的選擇能夠提升整體結(jié)構(gòu)的剛性，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生的過程中，可以通過剛性的作用減少其對(duì)土木工程主體結(jié)構(gòu)的破壞程度。也能讓內(nèi)部的人員有更多的逃生時(shí)間。并且通過維護(hù)抗震墻的應(yīng)用，也能夠在土木工程結(jié)構(gòu)中起到一定的防護(hù)效果。其在超靜定數(shù)量應(yīng)用的狀態(tài)下也能夠提升整體的穩(wěn)定性能。對(duì)于土木工程產(chǎn)品而言，土木工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和部位的強(qiáng)度影響著整體的穩(wěn)定性。所以工作人員在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化的過程中，應(yīng)該重點(diǎn)強(qiáng)化各個(gè)部位的穩(wěn)定性和構(gòu)件的強(qiáng)度。這樣才能讓其按照樓層的設(shè)定，提升其屈服強(qiáng)度，并且更好地應(yīng)對(duì)地震發(fā)生時(shí)的影響。土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量會(huì)在設(shè)計(jì)和施工的過程中，對(duì)建筑整體的結(jié)構(gòu)有直接影響。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)優(yōu)化的過程中加大設(shè)計(jì)和強(qiáng)化的力度，這樣才可能對(duì)建筑物的地基、樁基以及各種基礎(chǔ)進(jìn)行全方面的強(qiáng)化。提升整體應(yīng)對(duì)地表和地表之下更深層地震帶來影響的效果。樁基設(shè)計(jì)是進(jìn)行房屋建筑工程設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，其包括房屋基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，也包括抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。一切與抗震結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)工序都必須加以認(rèn)真對(duì)待，否則在實(shí)際執(zhí)行和應(yīng)用的過程中就會(huì)出現(xiàn)一些不可把控的問題。由于灌注樁在建筑物整體施工質(zhì)量和難度都比較高，所以比較難以把控。因此，在施工技術(shù)方面的要求也更為嚴(yán)格，施工工序必須更加復(fù)雜，管理人員必須更加認(rèn)真，才可以達(dá)到更好的抗震應(yīng)用效果，否則就會(huì)造成大量的人力、物力和財(cái)力資源的損失。

3 結(jié)語

土木工程結(jié)構(gòu)的抗震性能，對(duì)于整個(gè)建筑產(chǎn)品而言具有重要的影響。所以在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程之中，必須對(duì)抗震結(jié)構(gòu)重點(diǎn)關(guān)注，并且有請(qǐng)專業(yè)的建筑設(shè)計(jì)人員對(duì)抗震部分進(jìn)行反復(fù)的審查。只有當(dāng)全部過程的審查數(shù)據(jù)都處于合格的幅度之內(nèi)，才可以正式應(yīng)用這一份施工圖紙進(jìn)行實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)施工。只有經(jīng)過這樣詳細(xì)的設(shè)計(jì)過程，才可能讓土木工程在施工之中，能夠最大程度地還原施工圖紙中的內(nèi)容，從而保證建筑產(chǎn)品的質(zhì)量。