探討土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震研究

陳大勇

摘要：地震是一種較為常見的自然現(xiàn)象，具有很大的破壞性，會(huì)導(dǎo)致大量的人員傷亡，同時(shí)導(dǎo)致設(shè)施的損壞，如：建筑物的坍塌、構(gòu)筑物的破壞、各類橋梁的斷裂、地面裂縫等。提高構(gòu)筑物的抗震性能，是減輕這種常見的自然災(zāi)害的一種有力的手段，有著明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文主要探討土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震的設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)中遇到的問題，提出解決策略。

關(guān)鍵詞：土木工程? 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)? 抗震? 研究

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，土木工程建設(shè)也進(jìn)入了飛速發(fā)展的時(shí)期。對(duì)建筑物工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也提出了更高的要求，這樣才能保證建筑物發(fā)揮其功效和作用。要想整個(gè)建筑物有著較高的穩(wěn)定性和安全性，抗震的設(shè)計(jì)尤為重要。設(shè)計(jì)者應(yīng)選擇合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)去支撐抗震設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中重點(diǎn)是抗震斷面、防震縫隙和防震支撐等部位，讓建筑物在發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也要穩(wěn)定可靠。

1.抗震設(shè)計(jì)中的基本原則

地震的發(fā)生有著很強(qiáng)的不確定性，目前的技術(shù)水平，不能精確的預(yù)報(bào)地震的等級(jí)參數(shù)，因此，設(shè)計(jì)者在建筑物的抗震設(shè)計(jì)的過程中，要對(duì)結(jié)構(gòu)和整體做重點(diǎn)的設(shè)計(jì)，從而提升整個(gè)建筑物的安全性。

1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，盡可能的保證土木工程結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單，可以簡(jiǎn)單的計(jì)算各結(jié)構(gòu)件的支撐力，確定建筑整體的抗震參數(shù)，進(jìn)而保證抗震設(shè)計(jì)的精確度。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越簡(jiǎn)單，土木工程的結(jié)構(gòu)也就越平衡，也就越會(huì)提升建筑物的穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，土木建筑施工就簡(jiǎn)單，檢測(cè)建筑物的抗震性就方便，也便于后期的維修，在發(fā)生地震后，可以最大程度的減小因?yàn)榻ㄖ飵淼慕?jīng)濟(jì)損失。所以在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)采用相對(duì)保守的設(shè)計(jì)手段去進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，遵循簡(jiǎn)單實(shí)用的原則。

1.2整體設(shè)計(jì)原則

在土木工程結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)時(shí)，要保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性，避免因?yàn)樵O(shè)計(jì)導(dǎo)致建筑物的剛度不達(dá)標(biāo)。整體的建筑布局應(yīng)遵循整齊的原則，注意整體和部分之間的協(xié)調(diào)。對(duì)其建筑物的設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)的外形和規(guī)則要與建筑物的剛度一致，提升建筑物的均勻外力，可以防止建筑物中心出現(xiàn)偏離。建筑物整體的剛度和強(qiáng)度的提升，就能保證在地震過程中，因?yàn)閯偠劝l(fā)生變化和外力突然的侵襲，建筑物不會(huì)出現(xiàn)扭曲。同時(shí)剛度的均衡，也能提升建筑物的延展性。

2.抗震設(shè)計(jì)中存在的問題

在目前的建筑設(shè)計(jì)的過程中，對(duì)設(shè)計(jì)的要求越來越高，設(shè)計(jì)者為了追求時(shí)代的需求，為了滿足建設(shè)方的需要，在土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，對(duì)建筑物的實(shí)用性、外觀新穎性重視程度高，設(shè)計(jì)者總認(rèn)為地震發(fā)生的概率比較低，對(duì)建筑物的抗震性重視程度低，對(duì)地震給建筑物帶來的經(jīng)濟(jì)損失沒有預(yù)估。同時(shí)，在建筑物的施工過程中，有部分從業(yè)人員業(yè)務(wù)素質(zhì)比較低，對(duì)建筑物的抗震沒有意識(shí)，導(dǎo)致建筑物的抗震設(shè)計(jì)，在施工中不能完全達(dá)到設(shè)計(jì)參數(shù)的要求。

3.影響土木工程結(jié)構(gòu)抗震性的因素

應(yīng)加強(qiáng)對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)中的抗震因素研究，把各個(gè)因素融合到抗震的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。同時(shí)加強(qiáng)各方面的因素進(jìn)行控制，有效地提升土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效果。

3.1土木工程結(jié)構(gòu)材料的選用

不同種類的建筑材料和不同種類的施工材料，都會(huì)給建筑物帶來不同的抗震效果。在目前的土木工程施工中，鋼筋混凝土是使用最多的材料。但是鋼筋混凝土因?yàn)樽陨淼牟牧咸攸c(diǎn)的限制，很容易發(fā)生扭曲、變形和斷裂等現(xiàn)象。在設(shè)計(jì)過程中，就要揚(yáng)長(zhǎng)避短，用建筑整體鋼結(jié)構(gòu)、鋼骨混凝土等建筑材料替代鋼筋混凝土，提升建筑物的整體抗震效果。

3.2土木工程結(jié)構(gòu)的高度

建筑物的高度和抗震性能有著正相關(guān)的關(guān)系，在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，控制建筑物的高度，可以提升建筑物的抗震性能。通過多次的地震現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)勘察，地震發(fā)生后，建筑高度高的建筑物，變形程度大，損壞程度大，而建筑高度低的建筑物，受到的損壞程度相對(duì)小。因此，土木工程結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計(jì)中，建筑物的高度是個(gè)重要因素。

3.3土木工程結(jié)構(gòu)的場(chǎng)地

在土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，要對(duì)建筑物的施工場(chǎng)地進(jìn)行全面勘察，尤其是對(duì)建筑物地基的勘察，地基的狀況直接影響著整個(gè)建筑物的抗震性能。在發(fā)生地震后，地基狀況不良的建筑物遭受的破壞更大，而地基狀況良好的建筑物受到的破壞相對(duì)較小。因此，選擇合適的地基，是提升土木工程結(jié)構(gòu)抗震性的根本保障。

3.4結(jié)構(gòu)的抗震烈度

目前，我國(guó)的土木工程結(jié)構(gòu)都有相應(yīng)的抗震標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，做到抗震設(shè)計(jì)參數(shù)寧可超標(biāo)設(shè)計(jì)，不能降低標(biāo)準(zhǔn)。在框架承載力、柱梁的支撐力、配筋率等重點(diǎn)參數(shù)上要進(jìn)行多次校核，確保參數(shù)準(zhǔn)確，從而提升整個(gè)建筑物的抗震性能。

4.抗震設(shè)計(jì)中的有效措施

4.1科學(xué)選擇建筑材料

建筑的整體質(zhì)量好壞、抗震性能優(yōu)劣，安全程度的高低都是建筑材料的質(zhì)量所決定的。在設(shè)計(jì)的過程中，科學(xué)的選擇建筑材料是保證建筑物抗震性能的重要措施，應(yīng)對(duì)多種的建筑材料進(jìn)行對(duì)比和分析，研究各類建筑材料的優(yōu)缺點(diǎn)，從而選擇最優(yōu)的方案。比如：據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能非常強(qiáng)，但是鋼結(jié)構(gòu)也有弊端，就是造價(jià)高，維護(hù)費(fèi)用高。鋼筋混凝土相對(duì)成本低，施工簡(jiǎn)單，但是在抗震的要求上，有容易整體位移、產(chǎn)生裂縫和扭曲變形燈弊端。所以設(shè)計(jì)人員要根據(jù)建筑物的實(shí)際情況，選擇合理的建筑材料的使用方案。

4.2科學(xué)選擇施工場(chǎng)地

在土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)之初，做好對(duì)施工場(chǎng)地的勘測(cè)工作。對(duì)施工場(chǎng)地的地形地貌、工程水文和地質(zhì)構(gòu)造的信息要全面收集。同時(shí)，還應(yīng)收集當(dāng)?shù)匾酝牡卣馂?zāi)害信息，勘察施工場(chǎng)地的地震活躍度。在地基的選擇上，要避開滑坡、塌陷、斷層等位置，從根本上提升建筑物的抗震性能。對(duì)于不能避開的不良地段，要對(duì)施工的場(chǎng)地進(jìn)行技術(shù)處理，提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此，地基的地質(zhì)條件是建筑物抗震性能的決定條件。

4.3科學(xué)選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑的地基、抗震、承載等設(shè)計(jì)的組合，其中抗震是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重要的一環(huán)，抗震設(shè)計(jì)的目的，就是在地震發(fā)生后能盡可能的減小損失。因此，在設(shè)計(jì)過程中，采用簡(jiǎn)潔的外觀設(shè)計(jì)，控制建筑物的合理高度，精確計(jì)算各個(gè)承重構(gòu)件的受力參數(shù)，減少施工環(huán)節(jié)等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，對(duì)提升建筑物的整體抗震能力起著至關(guān)重要的作用。

5.結(jié)束語

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震，是至關(guān)重要的，是和人民生命安全和財(cái)產(chǎn)息息相關(guān)的。隨著我國(guó)城市規(guī)模發(fā)展越來越大，建筑物越來越多，在保證建筑質(zhì)量、用途和安全的前提下，抗震性能也應(yīng)該越來越引起設(shè)計(jì)者的重視。設(shè)計(jì)者應(yīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)理念，提升自身的專業(yè)能力和素質(zhì)，在抗震設(shè)計(jì)方面，要采用創(chuàng)新的思維，創(chuàng)新的手段，創(chuàng)新的方法，不斷提高我國(guó)建筑物的抗震性能，為和諧社會(huì)貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)：

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