土木工程设计中的抗震设计要点研究
桂娟
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桂娟,. 土木工程设计中的抗震设计要点研究[J]. 中国土木工程,2024.4. DOI:10.12721/ccn.2024.157038.
摘要: 建筑抗震设计结构在结构设计过程当中有明确的代表性,最近几年国内建筑行业进入到转型发展阶段,建筑结构不断复杂的同时,也让人们更加关注其安全性问题,地震对建筑物的影响十分剧烈,所以我们应当在开工之前对建筑结构进行优化设计,同时明确抗震设计的核心要点,进而全面提高建筑物的安全性能和使用寿命。
关键词: 土木工程设计;抗震设计;要点
DOI:10.12721/ccn.2024.157038
基金资助:

1土木工程结构抗震设计应遵守的原则

1.1简单化原则

与复杂的结构设计相对应的,越简单的结构设计有时越能够使得建筑工程的抗震性能得以提升,这主要是由于简单的结构设计可以更加精准地开展力学计算,而且更加简便,对于结构的平衡性能能够有效控制,如果设计过程较为复杂,将容易忽视结构上的细节问题,从而使得建筑结构的整体抗震性能大幅下降。除此之外,复杂的结构设计也有可能会使得建筑工程在地震发生时,由于力学等因素出现较为严重的损坏,简单的设计可以使得这些问题得有效避免,从而使得地震带来的不良影响得到控制。所以在设计的过程当中,应当尽可能的保证结构体系简单明了,不易于过分追求复杂设计,否则将会导致不必要的成本损失。

1.2整体性原则

建筑结构设计主要是为了能够从根本上使得建筑物的整体抗震性能得到提升,如果单纯从局限角度看来,将会使得建筑在地震的影响下出现严重损坏,所以应当更加有效地把握住建筑结构的整体性能,在这一基础上开展相对应的规划和设计工作,在设计时应当尽可能地对各个区域进行科学的布局,有效地将各个结构的统一性和协调性能提升上来。同时应当切实将各个区域的特点进行把控,然后开展相关的设计工作。除此之外,在抗震设计过程当中,应当尽可能对那些可能会对建筑物稳定性能产生影响的因素予以控制,使得建筑物的整体设计能够符合实际要求,同时也能够具有更加良好的抗震性能。

1.3抵抗性原则

通常情况下,地震大多数会对建筑结构产生较大影响,所以在进行建筑结构设计的过程当中,应当更加简单明了地将建筑物的抵抗性能提升上来,要想有效地达到这一设计效果,应当充分的对建筑物的力学特点进行考虑,切实有效地掌握好相关的稳定性和平衡性,只有通过这样的办法来使得建筑物的抵抗性提升上来,才能够有效地加强建筑物的抗震效果,如果脱离力学原则,将无法使得建筑物的抗震效果体现出来。

2土木工程抗震设计中需要把握的要素

2.1保证结构规划的整齐性和合理性

抗震设计在开展的过程当中,应当一切从简,尽可能的避免复杂的系统设计,同时不应违背土木工程结构的最基本原则。通过对设计土木结构进行受力分析,然后根据其分析结果来进行抗震性能的精准设计。除此之外,应当考虑到利用土木结构当中的外形结构来使得建筑物的损坏程度得以降低,通过这样的方式使得土木工程建筑的完整性得以保障,然后才能有效地提升土木工程及建筑的整体抗震性能。

2.2保证结构形状科学合理

在土木结构设计过程当中,应当根据建筑设计需求并进一步地参照土木工程建设的相关行业标准和要求,来使其建筑结构强度符合相应设计标准,对于抗震结构设计而言,必须要满足抗震结构当中的各个结构所形成的关系,比如如果将隔板和主体之间留有一定的衔接空间,这样的连接方式将会使其拥有更大的抵抗能力和高度,从而使得结构传递变得更加平稳,部件之间有更加良好的衔接稳定关系,最终使得抗震性能进一步提高。除此之外,在结构设计过程当中应当符合精细化和减量化的原则,结构间的受力应当有更加准确的数据来支撑。

2.3保证设计的竖向均匀性

竖向的设计过程,其所表现出的均匀性,在结构设计过程当中也有同样的重要作用。竖向设计过程最主要的是保证均匀性,而且这一设计过程屡见不鲜,比如只有将竖向结构的尺寸规划更加合理且科学,才能够保证其具有良好的横格层设计,尤其是在尺寸收缩的方面,保证每一分隔层间都是均匀分布的,才能够使其表现出更加良好的效果。如果在洞口开设时出现不规则不整齐的情况将会由于扭曲和外力而对土木建筑结构刚度强度和延展性造成极大损害。所以要实现以上实际目标,在进行土木建筑设计的时候,需要保证土木结构与支柱的刚度,并且二者处于同一平面内,这才能更有效吸收地震带来的巨大能量。

3土木结构设计中提高抗震性的有效措施

3.1科学选址,将场地周围隐患降到最低

建筑物所在的地理环境、地质状况都会影响它的使用年限,这也是每一位建筑物设计师必须关注的关键因素。因此在土木工程结构抗震设计中,设计师一定要科学合理选择建造场地,尽量避免在地质断层带、滑坡、地震频发区建设,保证土木工程的稳定性。通常情况下,建筑物要尽可能的建造在地形平坦、开阔,地基稳固的地方,如果必须建造在沙土、液化土等土质疏松的地方,也一定要采取措施加强地基强度,提高建筑物的稳固性。

3.2科学选择结构材料

调查显示,钢结构的建筑物抗震性能最好,现浇钢筋混凝土结构的建筑物整体性能不错并且成本较低,预应力混凝土结构的建筑物弹性变形能力较强,它可以承受较大程度的变形。但是与之相对的是,钢结构的造价和维护费用比较昂贵,所以设计人员还是要根据具体情况斟酌设计。不可否认的是我国大部分的土木工程结构都在采用以钢筋混凝土为主的材料,所以设计人员还是要全面掌握其优缺点,提出相对较好的建筑方案。例如,如果地震持续的时间较长,这种结构的刚度就降低,塑性铰区会出现反向斜裂缝,一旦挤进碎的混凝土,钢筋框架就会出现位移,这是非常不好的后果。

3.3抗震层设计

抗震层位于土木工程建筑的顶部,它能够最大限度地隔离地震能量,提高建筑物的安全性。在实际建筑中,抗震层顶部梁底与基础面要留出0.8m以上的空间,为的是在安装和维护时更加方便。例如,为了更好地发挥抗震层顶部楼板的作用,可以尝试地下室的建造形式,将抗震层放到地下室柱顶或墙顶,并且可以在其上部安置减震器,将地震带来的影响进行转移,从而减少地震对建筑物的损害。

3.4防震缝设计

防震缝可以将建筑物分为很多形状简单、结构刚度均匀的独立部分,有利于减轻相邻结构的部分在地震发生时相互碰撞产生严重危害。将复杂的建筑物结构进行分割可以减少建筑发生扭转的程度,提高抗震性。因此设计人员要结合具体的建造特点,在保证宽度合理的情况下设置防震缝,满足抗震支座在遇到强烈的地震时产生的位移偏转。

结束语

总而言之,提高土木工程抗震质量是一项全面而又系统的工作,需要工程建设单位结合工程建设的实际情况和要求,从多个方面着手对施工方案进行优化与完善,从根本上确保工程质量满足需求。除此之外,技术部门还要针对工程建设中涉及的抗震技术进行不断创新,力求通过先进的施工技术不断提高工程的抗震性能,为土木工程结构整体质量的提升提供保障。

参考文献:

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