土木工程结构设计中的抗震研究
王颖慧
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王颖慧,. 土木工程结构设计中的抗震研究[J]. 中国土木工程,2021.9. DOI:10.12721/ccn.2021.157084.
摘要: 近年来地震自然灾害问题频繁发生,严重威胁到人们的生命与财产安全,因此人们对于建筑物的质量安全提出了更多要求,必须保证有足够的抗震能力。在科学技术水平不断提升的同时,土木工程对抗震性能的研究也逐渐加大,抗震能力已经成为土木工程结构设计水平的衡量标准。这也就给设计人员提出了更多要求,在对土木工程结构进行设计时,需要严格按照抗震要求进行设计,这一。过程有着一定的专业性和难度,所以必须要确保设计人员有足够的专业知识,对地震灾害等数据进行有效收集一并以此为依据进行设计,才能保证设计的科学合理。基于此本文将主要针对土木工程结构中的抗震设计研究展开讨论,并介绍土木工程抗震结构设计的重要性,希望可以为相关从业者提供帮助。
关键词: 土木工程;结构设计;抗震
DOI:10.12721/ccn.2021.157084
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1、土木工程抗震结构设计中的必要性

众所周知,一旦出现地震灾害,对人们的生命与财产安全造成严重威胁的就是土木工程结构,因此必须要保证土木工程结构有足够的抗震害能力,从而避免地震时出现更严重的损失与人员伤亡。因此建筑工程是在进行建筑结构设计时,已经将抗震能力作为重要的设计重点,这是符合人们的实际需求的,也是为了更好的提升人们的居住安全。由于土木工程结构较为复杂,一旦出现地震危害就会形成不同的动力,所以在对抗震结构进行设计时,有着一定的难度,我们必须要考虑多种情况,确保设计的科学合理。除此以外,确保土木工程抗震结构设计的安全与实用性也至关重要,一定要根据工程所在地的实际情况,结合现场的地质特征进行有效的设计。

2、土木工程结构设计中的抗震设计

2.1施工场地的有效选择

在进行土木工程结构设计之前,一定要对项目的实际施工场地进行实地的勘探。对施工现场的实际情况进行充分的了解,包括当地的气候条件、地质条件、水文条件等等。一切可能会对建筑工程结构产生影响的因素都应当考虑在内,并且要尽量对可能出现断层、滑坡、塌陷等位置进行避让。如果土木工程的需求明确,无法对此类地区进行有效避让,那么一定要做好足够的安全防护措施,在施工过程中也一定要注意好安全教育,加强施工人员的安全意识培训,避免出现安全事故。

2.2合理选用工程材料

影响土木工程结构抗震性能的主要原因之一,就是选择的施工材料是否符合要求,因此在设计阶段就要根据工程的实际需求确定好应当采购的施工材料参数。如果施工材料的参数发生改变,也一定要做好检验与分析。同时要做好抗震试验,避免材料出现破坏时,对土木工程结构的抗震能力产生影响。

对于整个土木工程的结构系统而言,第一要具有明确的计算简图,第二是具备优良的抗变形能力、承载能力和消耗地震能量的能力。因此在建设施工中通常使用钢筋混凝土的结构实施施工,然而结构系统还一定要有标准的强度与刚度,对也许会存在的薄弱层和薄弱构件要使用有效的加固方法,这样来确保整个结构的抗震功能。

2.3布置合理的结构,提高抗震效果

建筑结构设计中的布置是一个非常关键的环节,对建筑房子抗震功能有非常好的提高作用,在建筑结构设计布置中,设计者需要思考到非常多的原因:所在建筑地的地形、建筑平面外形尺寸、抗侧力分析、分布荷载的状况等。表面上这些布置简单,可是真正应用在现实当中,就会发生各种各样不一样的因素而造成没有规定时所发生的效果,特别是当建筑设计的外在特别复杂,设计者非常难依照简单化方案的形式施工,只要把问题控制在允许区域即可。当前的中国还没有对建筑结构设计作出清楚的规定,假如再加上是初来的设计者缺少实际的经验,很可能不能确保建筑结构的设计要求,一些设计师还一味地听投资商的意见,放任他们所说的无理要求,这样非常有可能破坏之前相对标准的设计,而发生各种问题,各种数据偏差,这样建筑结构设计就失去了它的意义作用。

2.4建筑平面抗震设计

建筑平面布置设计的重点是均匀对称,同时均匀对称也能够更好地展现建筑物各类空间功能需求。假如建筑墙体、钢构件不对称,在地震出现时,建筑结构受力不平均,造成变形不均匀情况出现,建筑局部墙体乃至建筑物遭到损坏。建筑平面设计的重点组成元素是平面组合设计、单个房间设计。在设计单个房间平面的过程中,一定要正确确定每一个房间的面积、门窗部位等。建筑平面组合方式具备多样化的特征,例如,集中式、单元式,要结合施工现场的现实状况,选取合理的平面组合方式。以单元式为例,在优化运用垂直交通的基础上,让各个应用空间有机融合,这种方式大不部分用于商住楼、高层办公楼。要尽可能在平面内设置竖向交通,提升建筑结构的整体刚度、抗扭转能力等。假如竖向中心在平面外,在转角的位置要尽可能少开门开窗,避免发生“转角效应”。

2.5设置多道抗震防线

设置抗震防线能够使地震对土木工程结构的冲击力有效减少,是提高整个结构抗震性非常关键的环节之一。多道防线之所以可以非常好地起到抗震的作用,关键是由于在地震的过程中,延性相对好的构件首先发挥其抗震作用,尽管其它构件也有必然的抗震能力,然而发挥的作用比较小,因此在第一道防线的设计中,需要确保好各构件的延性和质量,在这基础之上,设置多道防线让地震波在传达到建筑结构以前已被消除,然后提高抗震功能。

3、应用有效的方法来增强结构抗震的功能

3.1在实施建筑抗震概念设计时要为地震的外力能量设计一个建筑物传递的过程中所通过的传递与吸收的方法,而且需要对其实施科学的布局。并需要产生一个双向抗侧力的构件系统。为了达到要求,墙、梁和支柱的中轴线一定要保持在相同平面上,保证在地震时建筑结构有充足的承载能力,保证建筑物的抗震功能。

3.2在实施抗震结构设计过程中相关的抗震要严格依照抗震等级要求使用,设计过程中墙、梁、柱的节点要单独处理。除此以外,钢筋混凝土结构的延展性和承载力还要确保达到相关的规范要求。设计时科学的截面尺寸要遵循强剪弱弯的原则设置,并要合理的配置构造配筋增强结构的节点构造。

3.3建筑结构抗震设计要设置抗震防线,在地震发生时应当达到三个水准的设置防护标准,保证建筑的结构安全可靠。同时也需要确保在地震来临时钢筋混凝土结构保持良好的承载力与延展性。建筑的延展性必须要得到强化,合理有效的分布构件的强度和刚度,确保地震能量能被有效的吸收。

4、结语

一旦出现地震,对人们带来灾难是毁灭性的,并且造成人员伤亡与财产损失的最主要原因是土木工程结构的不稳定性。而土木项目建设作为一项和人们工作、生活息息有关的建设施工功能,应用安全是第一位,所以现在愈来愈多的学者加入到了土木工程结构抗震设计的队伍之中,一起为增强建筑的抗震强度而努力。所以,有关研究人员要增强对土木工程结构设计中抗震功能的设计,提升自身的知识储备和专业技能,然后推动土木工程行业的健康发展。

参考文献

[1]谢朝阳.土木工程结构中的抗震技术发展[J].中国新技术新产品,2014,(8):234-235

[2]王丽明,李惠.探讨土木工程结构设计中的抗震研究[J].中国建材科技,2014,S1:206.

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