探析土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計

王曉峰+章思思+章步鑫

摘 要：土木工程的抗震設(shè)計是一項復(fù)雜且精細(xì)的工程，其設(shè)計質(zhì)量的好壞對社會穩(wěn)定以及人們生命財產(chǎn)安全有直接影響。因此，應(yīng)選擇科學(xué)的抗震設(shè)計方法，提高土木工程結(jié)構(gòu)的抗震性能。本文主要對土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計進(jìn)行了探析，以期可以為實際工作提供一些借鑒。

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

目前，人類還沒有建立關(guān)于地震的科學(xué)化預(yù)報體系，無法及時有效的預(yù)測地震，人們只有提高建筑物的抗震性能，最大限度地降低地震發(fā)生后造成的危害。隨著近年來地震的頻發(fā)，設(shè)計人員必須要改變傳統(tǒng)的觀念，提高自身關(guān)于抗震設(shè)計的知識儲備與專業(yè)技能，重視土木工程結(jié)構(gòu)中抗震性能的設(shè)計，提高建筑物的質(zhì)量，為了人們生命財產(chǎn)安全提供保障。

一、土木結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀

（一）土木結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點。在建筑用地一定的情況下，建筑物層數(shù)越多，可以容納的居越多。土木結(jié)構(gòu)承載著建筑物自身以及其附屬物的全部重量，對于樓層較少的土木結(jié)構(gòu)，其承載的只是上述的重量，但是對于樓層較多的土木結(jié)構(gòu)，其除了會承載上述重量之外，還需承載由于風(fēng)力等自然因素造成的水平力，這就需要土木結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的抗側(cè)力。因此，在設(shè)計高層土木結(jié)構(gòu)時，首先應(yīng)考慮抗側(cè)力，其后是水平荷載力。此外，對于高度一定的土木結(jié)構(gòu)，其抗震性能會在風(fēng)荷載以及地震的共同作用下，呈現(xiàn)出差異化。

（二）木結(jié)構(gòu)抗震要求更加苛刻。在土木結(jié)構(gòu)設(shè)計之初對其抗震性作出要求時，要顧及到正常使用時的承載能力，還要使土木結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的抗震能力，這樣才可以使土木結(jié)構(gòu)遇小震不壞、大震不倒。對土木結(jié)構(gòu)延性的計算是一項繁瑣的工作，唯一簡單的方式是通過土木結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計來計算。在高層土木結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，為了使其結(jié)構(gòu)有良好的延性，對其結(jié)構(gòu)構(gòu)件的規(guī)格、材料及配筋率有著嚴(yán)格的要求。此外，土木工程結(jié)構(gòu)的剪力墻的橫截面積往往很大，所以在土木結(jié)構(gòu)的設(shè)計中其變形是不可忽略的。

二、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計

（一）建設(shè)過程中的場地選擇。在進(jìn)行土木工程設(shè)計之前，必須要經(jīng)過的一個環(huán)節(jié)便是選擇合適的場地。在進(jìn)行調(diào)查時，首先應(yīng)對整塊地域的地形地貌情況進(jìn)行了解，應(yīng)適當(dāng)避開曾經(jīng)發(fā)生了凹陷、斷裂的地層，保證建筑工程具有良好的抗震效果。若是不能有效避開，應(yīng)采取相應(yīng)的預(yù)防措施，對不良區(qū)域進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸谭雷o(hù)。

（二）使用特殊的防震材料。使用防震材料對土木工程建筑進(jìn)行防震處理，指的是主要對土木工程建筑的地基進(jìn)行抗震處理，降低地震發(fā)生時強(qiáng)大的地震能量對建筑物造成的損害。在傳統(tǒng)的方法中，主要是在建筑地基的底部鋪設(shè)上砂子和黏土等等，在一定程度上降低了地震的負(fù)面影響。近年來，隨著我國在建筑事業(yè)上不斷加大投資，有關(guān)部門在土木工程建筑防震上已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，就比如在建筑地基處鋪上一層瀝青，減震的效果相比于砂子或黏土更好。在建筑物的圍欄、墻體等材料的選用上，盡可能的選取材質(zhì)比較輕的材料，降低地震來臨時的危害。

（三）合理布置結(jié)構(gòu)。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的布置是一個重要的環(huán)節(jié)，可以有效提高建筑物的抗震性能。在設(shè)計土木工程結(jié)構(gòu)布置時，設(shè)計人員應(yīng)充分考慮以下幾種因素：建筑物平面外形尺寸、建筑物所在區(qū)域的地形、荷載分布情況、建筑物抗側(cè)力分析等。這些布置雖然表面上看起來簡單，但是在實際應(yīng)用時卻會因為各種各樣的因素而導(dǎo)致預(yù)期的效果不能得到有效實現(xiàn)，尤其是土木工程的外在設(shè)計十分復(fù)雜，設(shè)計人員難以按照簡單化的方案進(jìn)行施工，只是將可能出現(xiàn)的問題控制在允許范圍內(nèi)。而且，我國相關(guān)政府部門還應(yīng)頒布明確的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)定，提高設(shè)計人員的實踐經(jīng)驗，保證土木工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計要求可以得到實現(xiàn)。同時，投資商不能不懂裝懂，對設(shè)計人員的設(shè)計隨意指責(zé)，讓其按照自己的想法更改，應(yīng)保證土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計具有實際價值。

（四）建筑平面抗震設(shè)計。均勻?qū)ΨQ是建筑平面布置設(shè)計的核心，同時均勻?qū)ΨQ也可以更好地呈現(xiàn)建筑物各種空間功能需求。如果建筑墻體、鋼構(gòu)件不對稱，在地震發(fā)生時，建筑結(jié)構(gòu)受力不均勻，導(dǎo)致變形不均勻現(xiàn)象發(fā)生，建筑局部墻體乃至建筑物遭到損壞。平面組合設(shè)計、單個房間設(shè)計是建筑平面設(shè)計的核心組成元素。在設(shè)計單個房間平面的時候，必須準(zhǔn)確確定各個房間的面積、門窗位置等。建筑平面組合形式具有多樣化的特點，比如，集中式、單元式，要結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況，選擇適宜的平面組合形式。以單元式為例，在優(yōu)化利用垂直交通的基礎(chǔ)上，使各個使用空間有機(jī)融合，這種形式大多用于商住樓、高層辦公樓。要盡可能把豎向交通設(shè)置在平面內(nèi)，提高建筑結(jié)構(gòu)的整體剛度、抗扭轉(zhuǎn)能力等。如果豎向中心在平面外，要盡可能少在轉(zhuǎn)角的地方開門開窗，防止出現(xiàn)“轉(zhuǎn)角效應(yīng)”。以集中式為例，借助大廳，把各個房間相融合，大廳便是其重要的橋梁。這種形式比較適用于商場、展覽館，經(jīng)常采用大跨度結(jié)構(gòu)、空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。

三、結(jié)語

綜上所述，隨著我國在土木工程行業(yè)投入精力的增多，其地位也在不斷上升。當(dāng)前，建筑物的穩(wěn)定性以及抗震性已經(jīng)成為土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一個重要話題，因此，相關(guān)研究人員應(yīng)加強(qiáng)對土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震性能的設(shè)計，提高自身的知識儲備與專業(yè)技能，進(jìn)而促進(jìn)土木工程行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張婧嫻.土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震淺述[J].商品與質(zhì)量，2016，

（44）：331.

[2]劉越超.探討土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震研究[J].商品與質(zhì)量，2016，

（38）：304.