試析土木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)

魏繪宇

（容海川城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，山西 太原 030027）

在建筑工程建設(shè)中，如發(fā)生嚴(yán)重的地震災(zāi)害，則土木工程的質(zhì)量也會(huì)受到極大的損害。因此，工程設(shè)計(jì)中務(wù)必將抗震設(shè)計(jì)作為重要的內(nèi)容。土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性，需結(jié)合工程項(xiàng)目概況制定完善的設(shè)計(jì)方案，做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。

1 土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的意義

首先，抗震設(shè)計(jì)能夠顯著提升建筑的抗震性能。土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中合理應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)可增大土木工程結(jié)構(gòu)的承受能力，增強(qiáng)土木工程結(jié)構(gòu)的安全性。其次，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)能夠增大結(jié)構(gòu)剛度。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剛度相對(duì)較低，抗震設(shè)計(jì)通常以不同的設(shè)計(jì)方式增強(qiáng)工程的剛度，完善結(jié)構(gòu)的抗震性能。最后，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)可以減少地震災(zāi)害對(duì)工程結(jié)構(gòu)的負(fù)面影響，優(yōu)化建筑的整體性能。

2 土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本原則

2.1 簡單的結(jié)構(gòu)形式

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)選擇簡單的結(jié)構(gòu)形式，以增大建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。與結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的土木工程相比，結(jié)構(gòu)形式相對(duì)簡單的土木工程結(jié)構(gòu)可以提升力學(xué)計(jì)算的穩(wěn)定性，進(jìn)而把握力學(xué)計(jì)算的科學(xué)性與準(zhǔn)確性，避免結(jié)構(gòu)復(fù)雜影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。另外，簡單的結(jié)構(gòu)形式也可減少地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的傷害，完善土木工程結(jié)構(gòu)的抗震性能。

2.2 結(jié)構(gòu)整體性明顯

為了改進(jìn)建筑的抗震設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中要將結(jié)構(gòu)的整體性作為設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容。結(jié)構(gòu)的抗震性能對(duì)結(jié)構(gòu)中的每個(gè)細(xì)節(jié)都提出了十分嚴(yán)格的要求，設(shè)計(jì)人員需站在整體的視角來把控結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性及合理性。同時(shí)還要密切關(guān)注影響工程抗震設(shè)計(jì)的主要因素，采取多種措施控制其對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的負(fù)面影響，讓結(jié)構(gòu)各部分之間形成協(xié)調(diào)的關(guān)系。同時(shí)，在工程建設(shè)時(shí)需仔細(xì)分析力學(xué)作用，從而徹底優(yōu)化結(jié)構(gòu)的抗震性能。

2.3 增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抵御外力作用的能力

在工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)借助工程的結(jié)構(gòu)體系來減輕外力作用的負(fù)面影響。設(shè)計(jì)人員應(yīng)注重土木工程設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，高度重視結(jié)構(gòu)的抵抗力。為提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)人員還可在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采取多種控制抵抗力的措施，建立更為科學(xué)和完善的力學(xué)體系。

3 土木工程抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

3.1 合理選擇抗震結(jié)構(gòu)

底部剪力法在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是一種應(yīng)用最為廣泛的計(jì)算方式，該方法以地震反應(yīng)譜理論為基礎(chǔ)，結(jié)合工程結(jié)構(gòu)底部總地震剪力和效果等單質(zhì)點(diǎn)水平地震結(jié)構(gòu)作用，確認(rèn)結(jié)構(gòu)承受的地震作用總量。該方法具有特定的適用范圍。所以，在選擇抗震結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要選擇高度在40m 以上，采用剪切變形且質(zhì)量和高度分布均勻度較高的結(jié)構(gòu)形式，也可選擇與單質(zhì)點(diǎn)體系較為相似的結(jié)構(gòu)形式。

3.2 科學(xué)處理不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)

不規(guī)則建筑的抗震設(shè)計(jì)要求較多，設(shè)計(jì)人員需采用時(shí)程分析法完成補(bǔ)充計(jì)算。該方法是一種直接對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)方程積分求解的動(dòng)力分析方式。該分析方式的可以以結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的動(dòng)態(tài)變化為基礎(chǔ)，展示不同構(gòu)件發(fā)生塑性或彈性變形后內(nèi)力分布及變形狀態(tài)。設(shè)計(jì)人員可根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算的結(jié)構(gòu)明確結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)。

3.3 完善土層加固

建筑基層的穩(wěn)定性對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性有著較大影響，如工程所在區(qū)域?yàn)檐浲恋貐^(qū)，則技術(shù)人員應(yīng)先做好建筑基層的加固處理，從而提升地面建筑的抗震性能。在工作中，設(shè)計(jì)人員要仔細(xì)核查當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件，明確當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造，進(jìn)而加強(qiáng)土層的穩(wěn)定性。

4 完善土木工程抗震設(shè)計(jì)的策略

4.1 科學(xué)選擇工程場(chǎng)地

合適的場(chǎng)地是建筑抗震設(shè)計(jì)的前提，若建筑場(chǎng)地自身存在土質(zhì)疏松等先天缺陷，則設(shè)計(jì)人員即使制定出科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，也無法達(dá)到理想的抗震效果。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需選擇平坦開闊的區(qū)域，以期充分發(fā)揮出抗震設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)。

4.2 合理選擇建筑結(jié)構(gòu)形式

抗震設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者應(yīng)仔細(xì)觀察建筑材料變形，以科學(xué)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方案提升建筑的穩(wěn)定性及安全性。建筑結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量和效率影響較為明顯。設(shè)計(jì)人員必須嚴(yán)格按照規(guī)定的要求加強(qiáng)數(shù)據(jù)計(jì)算與管理，以高精數(shù)據(jù)提高工程建設(shè)的準(zhǔn)確性。

4.3 材料的硬度和強(qiáng)度

建筑材料的硬度和強(qiáng)度對(duì)建筑的抗震性能有較大影響。建筑單位在選擇建筑材料時(shí)，要選擇硬度和強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)較為明顯的材料，從而規(guī)避材料變形對(duì)建筑穩(wěn)定性和抗震性產(chǎn)生的負(fù)面影響。

4.4 設(shè)置多道抗震防線

多重抗震防線指的是：一個(gè)由若干個(gè)延性較好的分體系組成，且由延性較好的構(gòu)件連接起來實(shí)行協(xié)同工作的抗震結(jié)構(gòu)體系。通過這一體系的應(yīng)用，如果第一道防線在地震作用下遭到破壞，則第二道、第三道防線將依次接替第一道防線發(fā)揮抗震作用。這樣的處理方式能夠極大程度的規(guī)避建筑物在地震過程中出現(xiàn)損壞、坍塌的情況，維護(hù)人民群眾的財(cái)產(chǎn)安全。在實(shí)際的工作過程中，建筑單位應(yīng)盡量選擇質(zhì)量優(yōu)良的材料來完成多重抗震防線的設(shè)置，同時(shí)，設(shè)計(jì)人員還需注重多重抗震防線設(shè)置部件選擇的合理性，以此保證該抗震體系全面發(fā)揮出預(yù)期效用。

5 結(jié)語

總之，在土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，務(wù)必嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)的基本原則，加強(qiáng)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的把控，完善工程的抗震性能。土木工程的抗震性能是評(píng)價(jià)土木工程建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，因此，設(shè)計(jì)人員有必要采取多種措施不斷完善抗震設(shè)計(jì)，以增大工程建設(shè)的安全系數(shù)。