淺談土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計要點

張運香

（山西路晟交通建筑設(shè)計有限公司，山西 太原 030006）

當(dāng)前，我國諸多地區(qū)均受到了地震災(zāi)害的影響，其不利于建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。而建筑是社會生活中的必備因素，如受到地震災(zāi)害的負(fù)面影響，就會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形或倒塌等問題，引起嚴(yán)重的后果。因此，要不斷優(yōu)化土木工程抗震性能，提高工程的質(zhì)量。

1 土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的意義

抗震設(shè)計在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，能夠增大結(jié)構(gòu)的抗震能力，土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計以優(yōu)化結(jié)構(gòu)抗震性能為目標(biāo)。設(shè)計者需合理利用技術(shù)手段，確保土木工程結(jié)構(gòu)能夠承受較大的地震作用，增強結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。再者，土木工程結(jié)構(gòu)剛度低是其受到地震作用力后發(fā)生變形和坍塌的主要原因。所以，抗震設(shè)計中，要采取多種設(shè)計手段不斷提高結(jié)構(gòu)的剛度，增強結(jié)構(gòu)的抗震能力，以減輕地震對土木工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的負(fù)面影響，緩解地震的破壞。

2 土木工程結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計的主要原則

為了優(yōu)化土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震性能，設(shè)計人員需在抗震設(shè)計前熟練掌握土木工程抗震設(shè)計中的基本原則，其主要體現(xiàn)在三個方面，分別為簡單化原則、整體性原則和抵抗性原則。

2.1 簡單化原則

在土木工程項目結(jié)構(gòu)設(shè)計中，簡單規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系具有良好的抗震性能，這主要是因為，同復(fù)雜的土木工程結(jié)構(gòu)體系相比，簡單的土木工程結(jié)構(gòu)體系簡化了結(jié)構(gòu)力學(xué)計算的步驟，計算的準(zhǔn)確性明顯提高。且簡單化的土木工程結(jié)構(gòu)體系也更容易控制結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性與平衡性，規(guī)避了復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計形式，保證了結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性及穩(wěn)定性。同時，簡單的土木工程結(jié)構(gòu)體系還可有效降低地震帶來的負(fù)面影響，減少地震中的力學(xué)傳遞，從而有效優(yōu)化結(jié)構(gòu)抗震性能，結(jié)構(gòu)也可更好地抵御外界因素所產(chǎn)生的負(fù)面影響。

2.2 整體性原則

為了優(yōu)化土木工程結(jié)構(gòu)的抗震性能，設(shè)計人員在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的過程中需以整體入手，由于土木工程項目結(jié)構(gòu)抗震性能涉及多個部分，其與土木工程的所有結(jié)構(gòu)均有著千絲萬縷的聯(lián)系，因此，設(shè)計人員需就土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計予以全面考量，立足工程整體，加強結(jié)構(gòu)布局的科學(xué)性與合理性。這里特別要重視影響土木工程穩(wěn)定性的諸多因素，采取有效措施規(guī)避客觀因素所造成的不利影響，不斷增強不同結(jié)構(gòu)部分的協(xié)調(diào)性，認(rèn)真分析工程各部分直接力學(xué)作用的基本特點，從而有效完善土木工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計。

2.3 抵抗性原則

為了加強土木工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，確保其在地震中的安全運行，應(yīng)采取有效措施保證結(jié)構(gòu)可抵御地震的安全威脅，這就要求土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計人員以優(yōu)化結(jié)構(gòu)抗震性能為前提，開展工程設(shè)計工作。在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，提高結(jié)構(gòu)的抵抗能力，使結(jié)構(gòu)在發(fā)生地震時將損害降至最低。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員需將結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計作為重點內(nèi)容，合理設(shè)置抗力，從而在加強結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時，確保結(jié)構(gòu)體系處于力學(xué)平衡狀態(tài)。

3 土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的措施

土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，設(shè)計人員需采取有效措施加強結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的效果。以下筆者將結(jié)合實際，分析土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的有效措施。

3.1 確定抗震烈度

設(shè)計人員在土木工程抗震設(shè)計前，需根據(jù)工程實際和結(jié)構(gòu)要求，確定結(jié)構(gòu)的抗震強度，這也是日后設(shè)計和計算工作的重要參考及主要標(biāo)準(zhǔn)。土木工程結(jié)構(gòu)抗震強度的選擇和確定應(yīng)以規(guī)范和制度的要求為基準(zhǔn)，基于當(dāng)?shù)貙嶋H，我國建筑設(shè)計中主要以6-9 度地震危害作為抗震設(shè)計的參考指標(biāo)，該指標(biāo)也滲透在了土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計工作中。在土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，設(shè)計人員需要全面考量不同類型建筑物的應(yīng)用要求，土木工程結(jié)構(gòu)的外形和高度不同，則其抗震強度的要求也有所不同。

3.2 選擇施工場地

選擇合適的建筑施工場地是建筑抗震設(shè)計的重要前提和基礎(chǔ)，如設(shè)計和施工前選擇的建筑場地自身存在基礎(chǔ)穩(wěn)定性較差，土質(zhì)松軟等諸多問題，則即便設(shè)計人員可采取有效措施加強設(shè)計方案的科學(xué)性和有效性，建筑物的抗震性能也無法滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計和應(yīng)用的基本要求。在土木工程抗震設(shè)計中，施工場地應(yīng)以地勢平坦且開闊的區(qū)域為首選，從而有效貫徹和落實工程的抗震設(shè)計方案。

3.3 選擇建筑結(jié)構(gòu)形式

在建筑結(jié)構(gòu)選擇中，建筑企業(yè)需加大對該環(huán)節(jié)的重視力度。

首先，要準(zhǔn)確把握土木工程的載重量，在抗震設(shè)計中，設(shè)計人員要全面了解并掌握建筑材料基本的變形情況，并仔細(xì)觀察其變形規(guī)律，增強工程抗震設(shè)計方案的可行性。

其次，工程平面結(jié)構(gòu)設(shè)計也對施工的質(zhì)量和效果產(chǎn)生了較大的影響。設(shè)計人員要按照規(guī)定的要求注重計算的準(zhǔn)確性，加大管理力度，以精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)減少工程設(shè)計和施工中的誤差。

最后，材料的硬度和強度對結(jié)構(gòu)的抗震性能也有著一定程度的影響，在選擇建筑材料的過程中，需選擇強度優(yōu)勢較為明顯的材料，以高性能材料保障結(jié)構(gòu)的抗震性能。

3.4 設(shè)置抗震防線

多道抗震防線主要由多個具有良好延展性的分體系組成，由延性構(gòu)件連接并共同抵御地震作用的抗震結(jié)構(gòu)體系。多道抗震防線可有效完善結(jié)構(gòu)的抗震性能。如結(jié)構(gòu)中的第一道防線受地震的作用遭到破壞，則第二道和第三道防線均可維護結(jié)構(gòu)的安全。以上處理方式可最大限度地防止地震中，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損壞和坍塌等問題，進(jìn)而有效保障工程的安全，防止地震災(zāi)害威脅到人們的生命及財產(chǎn)安全。且設(shè)計單位在工程建設(shè)和施工期間，需選擇優(yōu)質(zhì)的建筑材料設(shè)置抗震防線。設(shè)計人員要合理選擇抗震防線部件設(shè)置方式，讓抗震體系充分展現(xiàn)其作用和價值。

3.5 優(yōu)化結(jié)構(gòu)布局

加強建筑結(jié)構(gòu)布局的科學(xué)性與合理性可削減地震災(zāi)害中的能量傳遞。因此，在土木工程抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，設(shè)計者應(yīng)當(dāng)合理預(yù)測地震災(zāi)害所引發(fā)的建筑位移量，并以此為基礎(chǔ)，設(shè)計人員也可適度調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)，從而最大限度地減輕建筑結(jié)構(gòu)的地震作用。如土木工程建設(shè)中，其地質(zhì)硬度較大，則設(shè)計人員需利用建筑下層位移的延性比計算展開綜合分析，不斷優(yōu)化和完善結(jié)構(gòu)自身的抗震性能。

3.6 完善結(jié)構(gòu)計算分析工作

土木工程抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，計算分析十分關(guān)鍵，這也是后續(xù)工作正常開展的前提。計算分析可更好地了解和掌握土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體效果，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。設(shè)計人員在設(shè)計中，應(yīng)高度重視力學(xué)之間的相互作用。力學(xué)計算分析中，可利用先進(jìn)的計算機軟件和模型結(jié)構(gòu)，對其予以全面的考量和處理，這樣一方面可幫助設(shè)計人員科學(xué)準(zhǔn)確地計算數(shù)據(jù)信息，另一方面也可更加全面地考慮設(shè)計中涉及到的重要問題，防止計算過程中出現(xiàn)錯算、重算和漏算等問題。

3.7 合理選擇結(jié)構(gòu)材料

在土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，設(shè)計人員若想增強工程的穩(wěn)定性和安全性，優(yōu)化工程抗震性能，就需采取有效措施控制結(jié)構(gòu)材料的篩選，選擇質(zhì)量和性能滿足要求的施工材料。選擇優(yōu)質(zhì)的結(jié)構(gòu)材料可有效保證結(jié)構(gòu)的承載力和結(jié)構(gòu)強度，確保結(jié)構(gòu)承受外力作用時，結(jié)構(gòu)自身能夠承受相應(yīng)的作用力，抵御外力作用的負(fù)面影響，進(jìn)而優(yōu)化工程設(shè)計的綜合水平。

不僅如此，在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，務(wù)必高度重視鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的妥善處理，工作人員需確保鋼筋材料及混凝土材料自身的性能和質(zhì)量。設(shè)計和施工中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制結(jié)構(gòu)的配筋率，進(jìn)而加強結(jié)構(gòu)的抗震性及穩(wěn)定性，使其能夠更好地抵御地震作用的不利影響。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段，我國土木工程的數(shù)量逐漸增多，工程規(guī)模明顯擴大，同時社會也對工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性提出了更高的要求。因此，在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員需要采取有效措施不斷優(yōu)化并完善抗震設(shè)計，以高質(zhì)量的抗震設(shè)計，加強結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，進(jìn)而為我國社會和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。