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土木工程

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谈土木工程结构设计中的抗震设计要点

    摘要:介绍了土木工程抗震设计的必要性,对其设计的主要原则及相应技术要点进行了论述,并提出了完善抗震设计的有效措施,希望可以强化土木工程质量,促进我国工程建设的快速发展。
 
    关键词:土木工程,结构设计,抗震设计
 
    众所周知,一旦发生地震灾害,土木工程的结构就会遭到严重破坏,所以必须高度重视土木工程结构设计中的抗震设计。又由于建筑结构设计是一项具有较强系统性的工作,故而应结合工程项目的实际情况,合理选择抗震设计的方案,从而保证结构设计的整体质量,保护居民的生命安全。
 
    1土木工程抗震结构的必要性
 
    地震灾害对土木工程的破坏性极大,同时其也会对人们的生命及财产安全构成非常严重的威胁,见图1。
图 1   地震灾害对土木工程的破坏
    图1地震灾害对土木工程的破坏
 
    尽管我们无法控制地震,但是我们可采取有效措施减少地震对建筑物以及居民造成的伤害。其中,采取科学有效的土木工程抗震设计就是一项非常重要的措施,高质量的抗震结构设计一方面增强了工程的稳定性和安全性,另一方面也大大降低了人员和经济上的损失。
 
    2土木工程结构抗震设计的原则
 
    为完善土木工程项目结构设计中结构的抗震性能,增大建筑结构稳定性,应采取多种有效措施不断提高结构的抗震设计质量,在这一过程中应明确土木工程结构抗震设计中坚持的基本原则。
 
    2.1结构简单化
 
    土木工程项目结构设计中,需尽量选择结构简单的构造体系,进而改善工程的抗震质量和抗震效果。与结构复杂的土木工程相比,结构简单的土木工程结构体系能够有效增强力学计算的准确性,进而加大对结构设计平衡性的把控力度,防止结构设计
 
    过于复杂而造成的设计质量不佳的问题。同时,相对较为简单的设计形式能够减轻由于地震因素所造成的损害,减轻地震破坏力对结构的伤害,从而有效优化土木工程结构的抗震效果。
 
    2.2提高整体性
 
    为使土木工程结构设计展现出较好的抗震效果,在设计中要高度重视结构的整体性。结构的抗震性并不是对结构某一个部分提出的要求,其是对土木工程体系当中的所有部分都有着较高的要求,所以应从整体上把控结构的设计,保证结构布局的科学性及合理性,特别要关注对土木工程项目有着较大影响的几个因素,我们必须要采取多种有效措施减少甚至避免其对结构的不利影响,确保各部分结构之间的有效协调。另外,在工程建设的过程中也需对各部分力学作用的基本特点予以全面的分析,从而不断完善工程结构的抗震性能。
 
    2.3加强抵抗性
 
    为了增强土木工程结构的稳定性与安全性,应以工程结构体系来抵抗外力作用,尤其是地震作用的负面影响。为了实现这一目标,我们需对土木工程结构予以科学设计,在设计中要以工程的抵抗力为切入点,在土木工程建设和设计阶段首先构建理想状态下的抵抗力,这样才能够在发生地震的状态下使结构具有良好的抗震性能。这也充分展现了结构最佳的抗震能力。再者,为了保证结构的稳定性,在结构设计的过程中也可严格控制抵抗力,从而确保力学体系的平衡性及合理性。
 
    3土木工程结构抗震设计要点
 
    土木工程抗震结构设计是一个较为复杂的工程,其涉及到诸多环节也涉及到诸多方面,因此在结构设计的过程中,必须准确把握工程设计的要点,对每一个要点予以严格控制,有效优化结构设计的综合效果。
 
    3.1确定抗震强度
 
    土木工程结构抗震设计正式开始前,应确定结构的抗震强度,该环节也为后续工作的正常开展奠定了坚实的基础。在确定土木工程结构抗震强度期间,必须要充分参考有关规定和标准的详细要求,而且不同工程的实际情况也有所不同,我国建筑物一般按照6度~9度地震危害为参考标准完成抗震设计工作。因此在结构抗震设计工作中,需充分结合实际要求对其进行科学有效的处理。为了提高设计的质量,在设计中还可全面结合建筑物应用的具体类型和实际需求,对于不同高度和外形的土木工程结构,采取不同的抗震设计方法,以此加大对结构抗震烈度控制的力度,见图2。
图 2   确定并加强抗震强度
    图2确定并加强抗震强度
 
    3.2选择施工场地
 
    在土木工程结构抗震设计中,工程地点不同,其最终的效果也有所不同,因此在土木工程结构抗震设计的过程中,需高度重视土木工程结构的选址工作,提高工程结构的稳定性和安全性。在选址时,必须充分考虑工程所在地区的地质特征,特别是地震频发的地区,更要重视工程的选址工作。且对于工程建设中对地形的要求需十分具体,尽量选择地势平坦且开阔的位置,这样才能提高土木结构设计的水平,防止其由于地形因素的限制而破坏工程自身的稳定性与安全性。
 
    3.3结构选型设计
 
    为了提高土木工程结构抗震设计的质量,需将结构选型设计作为一项重要的工作内容,结构选型设计可有效增强结构体系的可靠性,保证结构传力体系的科学性与合理性,防止其由于地震力的作用而受到十分严重的威胁。在结构选型设计工作中,为了加强选型设计的有效性,可以选择一些结构相对简单的体系,同时仔细分析结构体系的平面和立面,以此提升结构体系的可靠性和安全性,确保其在传力方面具有良好的性能,并减少由于结构选型设计中的不足而引发的设计质量问题。
 
    3.4结构计算分析
 
    土木结构抗震设计中,计算分析也是一个十分关键的环节,计算分析是为了明确土木工程结构设计最终的效果。在计算中特别要关注结构之间力的相互作用。在计算时可利用先进的计算机网络技术,该技术的应用不仅能够提高计算的效率,而且也保证了计算的准确性。其主要是利用专业的计算机软件和设计模型来完成所有的计算工作,大大减轻了计算人员的工作负担,同时也保证了计算的质量。在计算中,其可充分考虑影响计算的所有要素,有效规避了人工计算中的遗漏问题。
 
    3.5施工材料选择
 
    若要有效提高土木工程结构抗震设计的质量,就需采取针对性措施严格控制结构材料的选择。科学地选择结构材料可有效保证结构具有较高的承载力和较大的强度,从而使结构在受到外力作用时其性能不受损害。在现阶段的土木工程结构设计中,钢筋混凝土结构应用较为广泛,因此选择符合工程要求的钢筋与混凝土材料也成为了结构设计中的重点内容。不仅如此,还要加大配筋率的控制力度,从而增强结构应用的有效性与科学性。
 
    4完善土木工程结构抗震设计的有效措施
 
    首先,合理布局工程结构。发生地震后,外部能量会以较快的速度转化或传递,因此在结构设计的过程中,构建物应形成完整的双向抗侧力体系,保证梁和墙等中轴线处于相同的平面。此外,在地震中还会出现弯剪力破坏,在墙的底部出现塑性屈服。所以在设计中应确保连梁的形变水平以及梁端部产生较为明显的塑性屈服。并在设计中始终坚持强墙弱梁的原则,不断提高墙肢的承载力,进而强化墙体的抗震效果,防止剪力墙受到地震作用而遭到破坏。
 
    其次,在策划土木工程的过程中,应高度重视抗震等级这一要素,采取有效措施处理好土木工程墙、柱和梁以及各个节点,以此改进结构抗震的效果。同时,在设计的过程中注意考量钢筋混凝土的延展性及承载力,严格把控柱截面面积和轴压比,并对构造筋的处理予以高度重视。
 
    再次,注意提高节点防护的质量。设计的过程中应提高框架内同一水平柱两侧的屈服强度,充分扩散柱端与梁端的塑性铰,进而达到优化结构抗震性能的目的。
 
    最后,科学组织抗震防线,发生地震后需保证所有构造均可有效传递能量,从而起到保护建筑物的作用。
 
    5结语
 
    在土木工程结构设计中,抗震设计综合水平直接影响着整个结构设计的质量,因此在结构设计中,我们必须要高度重视抗震设计。始终坚持抗震设计的基本原则,严格把控抗震设计中的要点,并采取有效措施不断优化和改善结构的抗震设计,让土建工程高质量竣工。
 
    参考文献:
 
    [1]许大军.试论土木工程结构设计中抗震问题[J].低碳世界,2016(19):57-59.
 
    [2]刘静.探究土木工程结构设计中的抗震问题[J].建材与装饰,2018(41):134-136.
 
    [3]张卓.浅析土木工程结构设计中的抗震设计[J].中国高新区,2018(11):87-88.
 
    [4]冯彦红.土木工程结构设计中对抗震问题的分析[J].居舍, 2018(6):2-3.
 
    [5]王瞳.土木工程结构设计中的抗震研究[J].佳木斯职业学院学报,2016(2):237-238.