探究土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震問題

翟京斌 保定國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)發(fā)展有限公司

隨著社會(huì)不斷地進(jìn)步與發(fā)展，建設(shè)工程的數(shù)量也在逐漸的增加，因此，社會(huì)各界對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、耐久性、安全性的重視度越來越高。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，融入科學(xué)地抗震設(shè)計(jì)理念，充分地發(fā)揮出結(jié)構(gòu)體系抗震設(shè)計(jì)的作用，從而提高建筑整體的設(shè)計(jì)水平。本文主要是對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的存在的問題、土木工程中優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要問題以及土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震問題以及解決策略進(jìn)行分析和探討。

一、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的存在的問題

（一）結(jié)構(gòu)體系不夠合理

許多甲方和設(shè)計(jì)人員過于追求這種造型比較奇特的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)體系不規(guī)范、不合理，“規(guī)則”指的是包含建筑物本身的形狀和大小、結(jié)構(gòu)的質(zhì)量分布、結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力的構(gòu)件布置等許多控制因素。為了能夠?qū)崿F(xiàn)“規(guī)則”的實(shí)際表現(xiàn)，，需要結(jié)構(gòu)專業(yè)、相關(guān)配套專業(yè)和建筑物之間進(jìn)行相互的協(xié)調(diào)和配合，要不斷地進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，最終才能提升建筑物的整體抗震性。此外，在土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，若是沒有注意到結(jié)構(gòu)體系的合理布局，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得不規(guī)范、不合理，導(dǎo)致安全性能無法達(dá)到各種指標(biāo)的要求，從而嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的抗震性。

（二）設(shè)計(jì)人員的安全意識(shí)不足

設(shè)計(jì)人員是確保設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要因素。近幾年來，我國(guó)關(guān)于地震災(zāi)害的問題頻頻發(fā)生，嚴(yán)重地威脅到人們生命與財(cái)產(chǎn)的安全，由于有些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師缺乏對(duì)安全性能的認(rèn)識(shí)，沒有充分地考慮到各類不利因素的影響或是過度地依賴于計(jì)算機(jī)軟件，這樣會(huì)產(chǎn)生諸多安全的隱患。因此，設(shè)計(jì)師必須要具有專業(yè)地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)素養(yǎng)，才能促進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行業(yè)整體發(fā)展的水平[1]。

二、土木工程中優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要問題

（一）關(guān)于場(chǎng)地的選擇

選擇場(chǎng)地的好壞直接影響建筑物的抗震性能，因此，在進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，要注意選擇的場(chǎng)。設(shè)計(jì)師應(yīng)根據(jù)震發(fā)生率低、地基穩(wěn)定性、安全性等標(biāo)準(zhǔn)來選擇適合的場(chǎng)地，如果出現(xiàn)無法避開不利的地區(qū)，就要詳細(xì)地進(jìn)行分析和計(jì)算來確定建筑物受到的地震強(qiáng)度，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的防震結(jié)構(gòu)，最大限度地提高建筑對(duì)地震的抵抗力，從而保證建筑物的安全和穩(wěn)定。

（二）關(guān)于結(jié)構(gòu)體系的選擇

首先要防止對(duì)一些建筑物整體抗震性能產(chǎn)生的負(fù)面影響，即在進(jìn)行結(jié)構(gòu)防震設(shè)計(jì)時(shí)要充分地考慮到結(jié)構(gòu)的局部破壞，而引起整體的結(jié)構(gòu)抗震能力下降的現(xiàn)象。因此，要合理地對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行選擇，防止抗震結(jié)構(gòu)在使用時(shí)，某些構(gòu)件無法工作，其他的結(jié)構(gòu)也喪失自身的性能，無法支撐起整個(gè)結(jié)構(gòu)。為了使其仍具有較強(qiáng)的抗震能力，該結(jié)構(gòu)體系要具有清晰地計(jì)算圖和地震傳播的路徑。

其次，為了使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，選擇結(jié)構(gòu)體系使要具備良好地變形能力、消耗地震能量、承載能力等。例如，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可以充分發(fā)揮出上述能力，確保結(jié)構(gòu)體系的可靠性、安全性、穩(wěn)定性。此外，為了提升建筑物結(jié)構(gòu)體系的抗震性能，要選擇強(qiáng)度和剛度合理地結(jié)構(gòu)體系，從而可以有效地應(yīng)對(duì)地震，減少地震對(duì)建筑的沖擊[2]。

三、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震問題以及解決策略

（一）選擇科學(xué)合理地建筑原材料

原材料是影響建筑物整體質(zhì)量的重要因素之一，土木工程在施工的過程中最常使用的原材料是鋼筋材料，因此，鋼筋材料的質(zhì)量對(duì)建筑的整體抗震性具有重要影響。在實(shí)際施工時(shí)要按照具體的施工條件和情況來選擇相應(yīng)的材料，在選擇鋼筋材料的過程中，應(yīng)充分考慮到鋼筋材料的韌性和受力方向。此外，對(duì)于其他建筑材料的選擇和購(gòu)買，要選擇抗震性能好的材料，不會(huì)增加整體施工的成本，從根本上來確保土木工程的可持續(xù)發(fā)展。

（二）培養(yǎng)專業(yè)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人才

相關(guān)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須由專業(yè)人員來完成，因此，在土木工程的實(shí)際發(fā)展過程中，培養(yǎng)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的專業(yè)人才不能停滯不前，應(yīng)與各個(gè)高校進(jìn)行專業(yè)人才培養(yǎng)合作計(jì)劃，即在教學(xué)過程中，學(xué)生不僅要具備和掌握良好的理論知識(shí)能力。還可以組織各種形式的比賽，以此來提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力和主觀能動(dòng)性[3]。

（三）建立消能減震體系

據(jù)科學(xué)強(qiáng)震記錄顯示，抗震體系可以通過延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)本身的振動(dòng)周期來減少水平地震作用對(duì)結(jié)構(gòu)本身的影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)代化的工程經(jīng)驗(yàn)顯示，采取相關(guān)的抗震措施之后，結(jié)構(gòu)水平地震的加速度反應(yīng)可以降低約60%，地震的損害可以通過抗震措施確定。此外，采用消能減震方式提高結(jié)構(gòu)阻尼是眾所周知的事實(shí)，例如，通過使用消能器可以減少對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)沖擊力，使其在風(fēng)力下進(jìn)行位移，對(duì)降低地震反應(yīng)具有顯著效果。在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，在建筑物內(nèi)設(shè)置橡膠抗震支座和阻尼裝置，形成整體復(fù)位效果的抗震層，有效地延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)自身的振動(dòng)周期，減少了水平的地震作用，從而達(dá)到預(yù)期的減震要求。同時(shí)，在進(jìn)行消能設(shè)計(jì)時(shí)，在建筑物內(nèi)部設(shè)置消能器，通過消能器的相對(duì)速度、相對(duì)變形能夠提供附加的阻尼，消耗地震的能量，從而達(dá)到預(yù)期的抗震要求[4]。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，隨著現(xiàn)代化建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得越來越重要，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師要注重抗震設(shè)計(jì)的重要性，并加強(qiáng)對(duì)國(guó)家各種抗震規(guī)范的研究與學(xué)習(xí)，充分地掌握結(jié)構(gòu)體系概念設(shè)計(jì)的理念，在不同的場(chǎng)地類型和地震有利區(qū)域和不利區(qū)域進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)措施，選擇科學(xué)合理地建筑原材料、培養(yǎng)專業(yè)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人才、建立消能減震體系，提升結(jié)構(gòu)抗震的性能，確保抗震設(shè)計(jì)的合理性、科學(xué)性，從而促進(jìn)土木工程健康穩(wěn)定的發(fā)展。