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摘要:将抗震概念充分的融入到土木结构设计中,可以有效的大幅度提升建筑的使用寿命、实用性能及其抗震性能。本文首先探讨了土木工程结构抗震设计的必要性,其次分析了抗震结构设计原则及抗震结构设计优化的关键问题,并在此基础上,提出了提升土木工程结构设计中抗震性能的措施及方法,以期为实现我国土木工程建筑抗震化的进一步提升起到一定的借鉴意义。
关键词:土木工程;结构设计;抗震性能;设计原则;影响因素
地震这一自然灾害的发生具有极大的不可预测性,且易对房屋建筑等产生毁灭性的影响,从而导致人员伤亡等严重事故[1]。土木工程在建筑行业中占据着极为重要的地位,而在土木工程结构设计过程中,结构抗震是一项十分重要的问题,结构体系的抗震性能直接影响其稳定性与安全性[2]。因此,为了减小土木工程建筑所受到的地震造成的负面影响,在进行土木工程结构设计的过程中应当对其抗震性予以充分考虑并积极落实。
1 抗震结构在土木工程设计中的必要性及意义
地震是地壳运动到一定程度产生的剧烈地质变化,地震的发生一般会给人们带来巨大的经济损失,威胁人们的生命安全,使整个社会都承受了巨大的恐慌。其中,建筑物的大面积崩塌,是导致这些损失的主要原因。因此,在建筑行业未来发展的过程中,提高对土木工程设计中抗震结构的重视程度,从整体上提高建筑物的抗震性能,最大限度地减少地震对人们的危害是十分必要的。
2 土木工程抗震结构设计原则
为了保证土木工程具有较高的使用价值,能够在一定程度上抵抗地震灾害,应当明确抗震结构设计原则[3]。
2.1 结构平面与竖向的规则性
土木工程抗震结构设计中,首先要遵循的原则是结构平面与竖向的规则性。具体的,设计师在进行结构设计中需综合考虑质量、高度、承载力等方面,采取最为适合的计算方式来计算整个结构的受力情况,进而从保证以上几方面分布均匀的角度出发而规则化、合理化设计,以巩固薄弱环节使结构各部分受力均匀。
2.2 科学化与合理化设计
土木工程抗震结构设计之中还要坚持科学化与合理化的设计原则,使结构的整个布局非常完整可行。具体的,设计师要根据建筑物的实际情况,从安全的角度出发,考虑和分析抗震结构各个部分在受理的情况下是否稳定可靠,进而提出针对性的措施来优化薄弱部分,以此来提高整个土木工程结构的抗震性能。
2.3 结构形状的简化及精确化
设计复杂的土木建筑工程,其受力情况较为复杂,在设计过程中设计者也难以对其受力情况进行准确的计算,故所存在的薄弱之处也较多,十分不利于建筑的稳定性,更是难以保障建筑的抗震能力。因此应当尽可能地实现土木工程结构设计的简单化,并在此基础上对其受力情况及外力抗击情况进行精确地计算,解决其中的薄弱环节,以此来保障土木建筑工程抗震性能的提升,增加其在地震环境中的稳定性及安全性。
3 土木工程结构抗震性能影响因素分析
在进行土木工程结构抗震设计中,还需要加强对抗震性能影响因素的控制,以此来不断提升土木工程结构的抗震性能。
3.1 建设位置与场地
建设位置的选择是对土木工程结构抗震性能影响最大的因素之一,因此在实际的抗震设计中应当注重以安全、地基稳定、地震发生率低等标准来进行场地选择,以提升土木工程结构抗震性能。具体的,在选择的过程中主要应当注意两点情况:(1)要确保所选建设位置的地基处于平稳状态,能够在地震作用下保持较好的平稳性能;(2)选择位置应尽量平坦开阔,避免地震引起滑坡、断层等情况出现,影响到地基的稳固性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆假如不能避开不良地段,需要经过详细的分析和计算来确定建筑物所要承受的地震强度,进而优化设计建筑抗震结构,尽可能的提高抗震能力,保证建筑物的安全性、稳定性、坚固性。
3.2 材料与结构体系
在实际的土木工程结构抗震设计中,选用的材料和结构体系不同,表现出来的抗震性能也会有着较大的差异[4]。因此在实际中应当采用更好、更合理的材料和结构设计方式,从整体上优化土木工程结构,使其获得更高的抗震性能。具体的,应注意以下四个方面:(1)要考虑结构局部破损而导致整个结构抗震能力下降的情况,故要合理选择结构体系,以便抗震结构使用过程中即便某一构件停止工作,其他构建也不会失去效能,依旧能支撑整个结构,依旧有较强的抗震能力;(2)结构体系需要有明确的计算简图及合理的地震作用传播途径,同时出于保证建筑物结构设计达标的考虑,所选择的结构体系还应具备良好的承载能力、变形能力及消耗地震能量的能力;(3)为了提高建筑结构的抗震性能,还应选择刚度和强度合理的结构体系,以有效的应对地震,降低地震对整个建筑物的冲击。
3.3 建筑物结构高度
高度也是影响土木工程结构抗震性能的主要因素之一。从当前地震中建筑物的实际表现形式来看,往往建筑物结构的高度越高,其自身的稳定性越不能够很好的抵抗地震带来的冲击力,在地震作用下越容易遭到破坏。因此,在进行土木工程结构设计的过程中需要结合施工场地环境的情况,设定科学合理的结构高度,以此来提升土木工程结构的抗震性能。
4 提升土木工程结构抗震性的措施
4.1 科学合理选择建筑原材料
对于建筑整体质量产生至关重要的影响因素中,材料是其中最主要的一种。在土木工程施工过程中使用最普遍的材料是钢筋材料,因此钢筋材料的质量对于建筑物整体的抗震性能至关重要。具体的,在进行钢筋材料的选择过程当中,需要对钢筋材料的韧性进行充分的考虑,同时钢筋的受力方向也需要进行充分的考量。在进行其它施工材料的选择及采购时,需要保证材料的抗震性能良好,而且对于整体工程来讲不会增加施工成本,进而从根本上保障土木工程的发展。
4.2 科学合理设计隔震及消能减震
现如今我国在消能减震以及隔震方面的实际应用已经很多,并且大多数都取得了非常好的效果。具体的,在隔震以及消能减震设计过程当中,需要注意如下几点;(1)在进行地基以及建筑场地的选择时,需要保证地基的密实性高,并且地基的稳定性要强,以大大降低地震对建筑的影响作用;(2)建筑结构之间存在的差异导致隔振系数也不同,所以进行实际设计工作时需要根据真实情况来进行隔震支座的选择;(3)对抗震的相应构件进行选择时,需要根据材料的延展性来进行考虑,降低地震对建筑物所产生的损坏以及破坏程度。
4.3 培养抗震结构设计专业人才
相应的抗震结构设计工作需要由专业的人才来进行,因此在建筑行业的实际发展过程当中,抗震结构设计专业性人才的培养工作不能够停止,甚至需要在各高校内部进行合作性教学培养。同时,在教学过程中,不仅需要使学生们能够非常好的掌握理论知识,还需要使学生的实际动手能力得到增强。
5 结论
综上所述,土木工程结构的抗震设计,对于建筑整体性能以及使用寿命具有至关重要的意义,更是建筑物抗震性能的重要保障。因此,在抗震设计过程中,设计人员应该重视视建筑物结构的抗震概念,并在设计结构的过程中遵循科学合理性原则来进行实际设计工作,更好地表现抗震概念,不断的完善与促进建筑结构的抗震性能,最大限度的提升建筑物的稳定性,降低建筑物存在的安全隐患。
参考文献
[1]刘金海.土木工程结构设计中对抗震问题的分析[J].中国住宅设施,2017(06):14~15.
[2]杨昭君,沈锐.探讨土木工程结构设计中的抗震研究[J].绿色环保建材,2017,(02):48.
[3]梁栋.土木工程结构设计中的抗震设计要点[J].建材与装饰,2016,(36):55-56.
[4]朱祥友.土木工程结构设计中如何考虑抗震问题[J].绿色环保建材,2017(4):20-21.
作者简介:左楠,男,汉族,1990年9月生,山西朔州应县人,2014年毕业于西北农林科技大学,本科,助理工程师,主要从事土木工程、土建、监理等方面工作与研究。
论文作者:左楠
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年2期
论文发表时间:2019/6/6
标签:土木工程论文; 结构论文; 结构设计论文; 性能论文; 建筑物论文; 过程中论文; 材料论文; 《建筑学研究前沿》2019年2期论文;