探討土木工程結構設計中的抗震研究

摘要：目前隨著地震爆發的幾率越來越頻繁以及人們對安全的重視度逐日提升，使得在進行建筑施工前，必須保證結構設計具有良好的抗震性能，這就要求了必須在進行抗震計算的時候，要保證較高的精確性，保證地震發生的情況下，帶給人們的損失和傷害具有最小性。保障人們的生命財產安全。本文作者結合近年來的工作經驗，對土木工程結構設計中的抗震進行了研究，具有重要的參考意義。

關鍵詞：土木工程;結構;設計;抗震

一、前言

隨著我國社會迅猛的發展，我國的建筑工程結構設計也有快速的發展。因此在對工程實施結構設計時，要加入對建筑物的抗震能力的相應設計，從而調控結構的抗震性能，使工程有可靠的安全保障。所以對工程結構設計中的抗震研究是件很有意義的事情。

二、抗震概念設計的基本原則

1.建筑場地選擇的基本原則

場地實際的條件是產生建筑物震害的重要因素，因此在選擇決定建筑物場地時，工程師要注意把握場地的相關工程地質、地震活動以及地震地質等影響工程的因素，并結合工程的實際要求，對抗震有利、不利以及危險地段做綜合性的評價。選擇對建筑抗震有利的地段環境，避開那些對建筑抗震不利的地段，當現實狀況無法避免時，要采取合理有效的抗震措施。場地土類型要根據土層剪切波速來劃分，如下圖所示：

2.建筑體型的確定原則

建筑物的體型應力求簡便、規則對稱，質量以及剛度變化合理均勻，以降低地震作用導致的的形、應力集中以及扭轉的反應。

3.選擇合理的抗震結構體系

結構布置應該具備有多道抗震防線，實施多道設置抗震防線可以預防因連續地震對建筑物所帶來的多次性沖擊，以提升建筑物的綜合防震能力。結構應該有必要的抗震承載力，良好合理的變形性能以及耗能能力，減弱地震對抗震結構體系的破壞，同時結構的剛度以及強度需要分配合理，避免一些薄弱環節的出現。要是薄弱的環節出現，就要實施有效的強化措施。

4.非結構構件的處理

考慮到結構可能會在地震過程中變形，建筑幕墻等應該應用可靠的連接方法，加強非結構構件的預埋件錨固部位，承受由于建筑非結構構件所帶給建筑物主體的震力。墻體的材料選擇方面要優先考慮輕質材料。剛性護墻沿縱向宜均勻對稱布置，和主體的連接必須可靠，才能調整結構位移。

三、選擇抗震體系類型

合理的選擇建筑的抗震性結構體系決定了結構安全性以及經濟性。具體而言，應注重以下三方面的設計：

第一，結構體系應當避免那些部分結構及構件破壞而產生的整個建筑物結構性能喪失抗震能力以及對重力荷載承載力降低。建筑結構的抗震設計中一個重要的原則是結構要具有充足的贅余度、良好變形性能以及內力重分配性能，地震中，即使有些部分的構件無法工作，其它部分構件依舊可以承擔起豎向荷載，避免建筑結構的整體失穩。

第二，建筑結構體系要具有清晰明了的計算簡圖以及合理的地震效應傳遞路徑。在這一過程中，豎向建筑的構件布置，應使豎向構件在垂直方向重力荷載效應下的壓應力接近于均勻;樓屋蓋梁的體系布置，應盡可能的使垂直方向的重力荷載以最短路徑傳遞至豎向的構件墻以及柱上去;具有轉換層的結構體系布置，應盡可能的做到讓上部結構的豎向構件傳遞來的垂直方向重力荷載經過轉換層一至二次的轉換。另外，建筑物的整體性抗側力結構體系也要明確，抗側力結構一般組成有框架、簡體、剪力墻以及支撐等，它們要盡可能的接連貫通。

第三，建筑物結構體系應該具有科學合理的強度與剛度。宜具有合理的強度以及剛度分布，防止因局部的削弱以及突變所形成的薄弱部位，導致過大塑性變形過于集中以及應力的集中;建筑框架結構的設計應讓節點不被破壞，底層的柱底塑性形成較晚，應使柱和梁端的塑性鉸盡可能地分散出現;對于出現的薄弱部位，應適當的實施措施來提高抗震性能。

四、抗震概念設計的幾個基本點

1.在自然災害中震感強烈的地震破壞性相當大。近年來，頻繁的地震自然災害導致了巨大損失，抗震概念的設計在建筑工程結構設計中所擁有的比重也是越來越大，研究水平也相應的大大提升，這就需要建筑設計師們更加精確細致的實施研究設計。因此，應當針對地震的形態，確定結構抗震的概念設計原則，并確保能夠靈活運用，使建筑物具備可靠穩定的抗震性能。

①需要簡易的形狀。第一，建筑結構設計時的簡練精細能夠使結構了然，而且也可以更加清晰明了的對每個結構構件的受力狀況實施分析，這樣就可以在進行受力數據分析中確保并且大大提高精準度。其次，簡單的建筑工程構造還可以減輕地震對建筑物造成的破壞，降低了工程整體薄弱的環節，提升建筑物的整體抗震性能。

②均勻的實施豎向設計。豎向均勻在工程設計中是必須第一考慮的，工程設計過程中，對于相依建筑橫隔層，其上下結構的比例豎向收進的尺寸要嚴格精確把握，為了分隔層的稱重可以均勻達標，一定要對豎向的受力情況實施具體分析。必須要整齊的規則開設相關的洞口，使剛度和強度在整體的結構設計上得到提升和增強，保障不會由于突然外力情況產生剛度突然的變化，使整體的建筑結構產生扭曲。

③實施合理有效的整體設計。依照建筑的相關要求實施基礎設計，避免由于基礎設計問題導致承載能力的剛度與強度不達標的情況，穩定可靠的連接上部構件。對柱體、基礎、隔板以及樓蓋基礎的鏈接位置要確保適合的抗力以及剛度，所有部件應該牢固緊密的協同鏈接在一起，在水平以及豎向的抗震能力上要實施增強。

④整齊合理的實施結構規劃。結構規則能夠確保建筑結構有個對稱合理的整體布局，包括立體的剛度對稱以及外形的對稱，提升建筑的抗側力。并且確保質量的對稱，保障建筑物均衡抵抗外力，避免重心的偏離，從而強化結構抗震能力。

2.重視結構抗震概念設計

第一，當下我國的經濟發展迅猛，提高了相關的科技知識水平。當今社會的分工已變得越來越細致，在這種情況下的企業，對那些復雜冗余數據實施精確計算包括整體系統運作，手工和思維已被計算機漸漸取代，這往往導致非規范性應用方式的使用被人們所忽視。因此，概念設計對于建筑結構抗震設計的重要性被人們重新提出來，并且受愈來愈多建筑相關行業的學者關注。此外，高層建筑的結構極其復雜，而地震發所生時的動力情況也復雜不確定，這樣就便會導致計算結果偏差。所以，概念設計在建筑結構的抗震設計中更要給予重視。

第二，合理性以及實際性是概念設計實施的兩大特點，僅是計算數據以及相關統計資料肯定不能滿足一個立體實物建筑設計，要滿足這個條件只能依靠概念設計的運用。概念設計是通過對建筑結構理念實施整體的架構，向人們展現出一個較為真實以及適用的客觀性實體，從而優化提升建筑結構的抗震性設計。比如，結構平面以及豎向產生的嚴重不規則和整體性差的狀況，那么僅是依照現有結構的設計水平，很難確保結構抗震能力。

五、結語

隨著我國的建筑行業迅猛的發展，土木工程項目作為建筑行業的重要項目工程，有著極其關鍵的地位。在土木工程項目的結構設計過程中，抗震研究的實施對建筑結構能力提升和穩定性有著重要作用。所以相應的工作人員要高度重視結構的抗震概念設計，而更好地表現出抗震的理念并對其應用性能進行實際應用，促進以及發展當今我國建筑項目結構的抗震性能設計，提升我國的建筑結構安全性以及穩定性的能力。

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