探討土木工程結構設計中的抗震研究

【摘要】隨著土木工程建設的發展，結構設計顯得非常重要，地震災害現象對建筑結構的影響非常大。在建筑土木結構設計當中通常都要求與抗震性相結合，從而提高其結構的抗震能力。在進行土木工程設計的過程中，設計人員需要按照相關的設計準則來保證設計方案的合理性，從而提高結構的抗震性能，保證結構的穩定性和安全性。因此，在土木工程結構的設計當中，一定要重視其抗震設計。本文主要分析了土木工程結構設計當中的抗震問題。

【關鍵詞】土木工程；結構設計；抗震設計；案例分析

由于抗震性能的融入，促使了建筑整體安全性能以及穩定性能的大力提升，將諸多的安全隱患排除在外。針對我國的建筑部門來講，必須依據國外的先進技術與知識，通過深入的探究與分析，結合實際的建筑結構，實現土木工程結構設計的抗震性能的不斷加強。

1、案例分析

1.1工程概況

以此工程為例探討土木工程結構設計中的抗震設計，擬建項目在深圳市羅湖區項目地塊為不規則地形，南側地形相對平坦，東北側地形較復雜，由北向南呈現從高到低的坡地。設計有4層地下室，上接七層商業裙房。底盤上部設計1座32層超高層塔樓，建筑高度142.3m，地下室柱距為8一11米，用途為地下停車場，設備房，商場。本項目建設用地面積6750.61m2，建筑面積57200mZ，其中商業29200mZ，辦公28000mZ，容積率8.47。

1.2結構受力分析

由于該建筑工程的結構樓板存在著不連續的現象，并且樓板還存在著扭轉不規則等問題。因此，樓板在進行豎向力的承受、傳遞過程中，會出現把水平力傳遞、分配給豎向抗側力構件的現象。在該建筑結構中，因為結構樓板屬于強度構件，并且樓板結構在抗震設計工作中可能受到豎向力所引起的平面外彎矩、扭矩的影響，因而樓板可能出現協調變形等問題。同時，由于水平力在進行傳遞與分配時，可能引發平面內的剪力與軸力，這就對建筑結構的抗震能力造成了一定的危害。因而，在進行抗震設計工作時一定要對相關因素進行考慮，進而可以避免受力問題的發生。此外，因為剪力墻結構與框架結構在層間位移角彈性極限值方面存在著較大的差異，也會影響到建筑的抗震性能，所以在進行設計工作時要對框剪結構的抗震設計進行改進。

2、影響土木工程結構的抗震性能的因素

2.1建筑結構體系

建筑結構的設計對建筑的整體抗震性能起到決定性作用。因此在具體的設計中就要充分考慮到二者之間的關系。需要注意的是要正確地看待并處理建筑結構中的整體與局部之間的關系，最大程度地做到二者的協調，局部的建設不能影響到整體的布局和使用，而整體結構需要為局部的使用提供支持，另外，在抗震性能上還要確保建筑的局部不會對整體產生影響，以最大限度地保障工程結構的抗震性能。

2.2場地選擇因素

施工場地是土木工程的承載，場地所處的地形、地質、地貌等因素會對整個土木工程結構的抗震性能產生直接的影響。選擇適宜的場地進行土木工程的建設能夠從源頭上增強其抗震性，而在土木工程建成后對以后在此生活的民眾也會便利許多。為了提高土木工程的抗震性能，在選擇建設場地時主要應注意該場地的地基狀況，因為地基承載著整個建筑物，其穩固與否會直接影響著土木工程的抗震性，假使發生地震等災害，地基穩固的工程結構不易被破壞，造成的損失也教小。綜合而言，在土工工程建設時的場地選擇方面應著重選擇那些地質密實、地勢平坦、土質堅硬的場地，確保土木工程根基的穩定和安全，這樣可以避免有著斷層、滑坡、凹陷等地形對土木工程造成影響，從源頭上增強土木工程整體的抗震性能。

2.3合理控制土木工程結構的高度

無論是何種結構都要對其高度進行合理的控制，這樣才能夠保證結構的抗震性能。在地震災害當中，建筑結構的受損程度與其高度是成正比的，因此要想降低地震對結構的破壞就要將其高度控制在合理的范圍內。過高的建筑結構其穩定性就不能夠承受地震的沖擊力，結構也就出現一定的變形現象。在進行結構設計時，設計人員要結合工程施工環境以及現場的情況來進行高度的確定，以此來提高結構的抗震性能。

3、抗震設計控制措施

3.1完善抗震設計方案

首先從設計方案方面入手，著重完善設計方案。作為工程施工的重要依據和參考，在設計中要充分體現出工程的細節部分，抗震性設計的細節不容小覷，尤其要針對抗震性能較為薄弱的環節進行強化處理，從而保障建筑結構整體性能的提升。根據工程所在的地質條件，合理分析其對工程抗震性的影響并選擇合理的措施進行優化與改進。

3.2謹慎選擇土木工程施工場地

因為場地的選用直接關系到土木工程的抗震性能，所以提前做好場地的勘測和調查尤為必要，在勘測和調查的過程中必須要全面掌握場地的地質情況、地貌特點、地形狀況等因素，在此調查清楚的前提下才能選擇優良的場地進行土木工程的施工，同時也能夠避開那些容易產生滑坡、地面容易凹陷以及地質斷層的地帶，從源頭上保證場地對土木工程結構的抗震性能的提升。如果在選用場地時無法避開那些不良的地帶，則必須在土木工程施工前、施工中以及施工后都采取相應的措施，使得場地對其抗震性能的影響降到最低。

3.3框架的抗震設計

一般來說，建筑結構在抗震過程中的第一道防線就是框架結構，一旦框架結構的抗震設計出現問題，將直接影響到整個建筑的安全性與穩定性。在進行框架抗震設計工作時，首先要提高框架的抗側力。在實際的設計工作中，一般通過調節框架所受的剪力來提高框架結構的抗側力。

3.4建筑的細部結構優化設計

建筑的細部結構對其整體結構質量以及穩定性均起到決定性的作用，在建筑的結構設計過程當中，由于缺乏真實的房屋結構數據，極有可能在建筑細部結構的計算過程中出現誤差，由于受到各種外在因素影響，導致建筑結構的優化設計方案與實際效果出現巨大偏差。這樣一來，不但使建筑細節部分的結構設計出現較多問題，同時也對建筑的整體結構帶來隱患。所以，設計人員在開展結構優化設計的時候，應當對建筑的整體細節部分進程充分的了解掌握，不斷優化其細節部分的設計效果，防治后期房屋細部結構出現斷裂、錯位等情況，使建筑本身的經濟性、安全性都能夠雙雙提高。除此之外，還需要確保室內掛飾、懸吊燈具、人工造影裝置和房建主體結構之間連接的強度，避免出現連接設計不牢固，在地震時出現物件墜落，出現人員受傷現象。

結語：

抗震性能的設計是當前土木工程結構設計中的一個重要課題，因為這關系著廣大人民群眾的生命和財產安全。因此在進行設計時必須結合所選場地實際并綜合多方面的因素，不管是設計過程還是在施工過程中，不僅要選用專業的設計人員和施工人員，而且要采用科學的方法來從各方面提高土木工程結構的抗震性能。

參考文獻：

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作者簡介：

于聰（身份證號碼：220106198203180058）。