土木工程结构设计中的抗震问题论文_李路遥1,邓少慧2

土木工程结构设计中的抗震问题论文_李路遥1,邓少慧2

1 中国中原对外工程有限公司 北京市 100044;2 中核工程咨询有限公司 北京市 100044

摘要:众所周知,土木工程结构设计由于直接影响着工程的质量与寿命,同时自数次大地震以来,人们对建筑的抗灾害能力有了更高的要求,而不仅仅满足于日常居住,所以研究探讨抗震设计在土木工程结构设计中的应用具有非常重要的意义。

关键词:土木工程;结构设计;抗震问题

1土木工程结构抗震设计要遵循的基本原则

第一,就建筑物的结构设计而言,由于其设计具有较强的繁复,在设计中务必要根据建筑物的具体特征选择适合的计算方式,比如:动力分析法等等。第二,设计中的弹性。其是为了确保整体建筑物内力位移对建筑物所产生的影响,利用有效的计算方式可以正确计算建筑物在地震发生中的实际内力位移情况,并且利用计算着重分析有关位置。第三,就连体建筑的设计来说,各种类型建筑之间的连接往往都直接影响建筑物的总体抗震力,而连体建筑的振型数目通常在超过单体的 8 倍。因此,在连体建筑设计过程中,必须要确保建筑物的质量吸收超过 85%,只有这样才可以确保建筑物整体抗震力得到大幅度的提高。

2 土木工程结构设计中的抗震措施

2.1科学设计多重抗震防线

地震防线对于土木工程结构抗震性能的提升能够起到重要的作用,一旦地震灾害发生,抗震防线如果多一道,则人民群众的生命财产安全也就因此而多了一份保障。所以在土木工程建筑结构设计中,为了有效提高房屋建筑的抗震性能,还可以采取设置多重抗震防线这样一种方法,借助多重防线来实现土木工程结构抗震性能的多方面提高。具体而言,建筑材料应尽可能选择具有较好延展性的材料,这主要是由于当地震灾害发生时,如果土木工程建造的时候采用的是延展性好的建筑材料,那么就能够使自身具有更强的抗变形能力,如果再辅以相关材料和合理的抗震部位,那么土木工程的抗震效果将得到进一步加强。设计人员应结合不同土木工程的设计情况,找到相应的多重抗震防线设计策略,努力使抗震性能得到有效提高,增强土木工程对于地震灾害的抗冲击能力,减少损失的发生。

2.2做好抗震标准和检查工作

抗震标准和检查,是指结合各地地震发生态势,出具更具针对性的抗震指标,利用现代化的虚拟现实技术进行性能测试,了解相关指标是否满足设计要求。如我国东部沿海区域,位于环太平洋火山地震带边缘,面临地震威胁,可参考日本和意大利建筑标准,给定建筑抗震能力标准文件。进行土木工程建设前,将各类参数代入到BIM虚拟软件中,构建一个基本模型,再添加地震参数进行测试,了解模型能承受的地震强度,满足设计要求,可投建;不满足设计要求,则对模型参数进行修改,进行2次、3次试验,直到其满足设计标准。BIM技术下,还可以针对一些动态变化进行评估,如结合当地条件,模拟建成10年后建筑的老化、沉降情况,进行开放性试验,判断老化、沉降的建筑能否抵御地震破坏,根据模拟结果进行更多的设计优化。

2.3重视结构基础防震性能设计,全面提高工程整体抗震效果

第一,地基隔震设计,现阶段建筑工程地基隔震设计工作普遍选用沥青原材料,地基隔震主要是在工程地基和土质层之间增设缓冲结构,这样的设计能够在地震灾害发生时缩小震动频率,最大限度地降低工程碰撞程度,并对地震能量进行有效的吸收和反射,从而降低地震灾害对土木工程主体架构的损坏程度。第二,基础隔震设计,实际工程结构设计工作中普遍选用混合隔震设备、基地滑移隔震设备以及夹层橡胶隔震设备等,是土木工程结构抗震设计的重要环节,为了最大限度地降低地震灾害对工程上部架构的损坏,这就需要在工程上部架构和基础位置增设隔震位置,从而全面防治地震能量从地基位置朝工程上部架构进行传递,以最大限度地提高工程整体的抗震性能。第三,间层隔震设计,这一设计主要是为了更好地削弱地震冲击力,这一部分设计普遍着重工程原始结构位置,具备简单便捷的优点。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第四,悬挂隔震设计,主要利用悬挂的方法把工程整体或部分架构远离地面,这样在地震灾害发生时就能够最大限度地降低地面震感和工程之间的作用力,从而有效提高工程整体结构的抗震性能。

2.4 局部加强措施

地震发生时纵波会率先到达地表,使得地面上的建筑出现上下震动的情况,而根据自重惯性力和纵波之间出现的地震惯性力进行相互作用的过程中也会令整体的结构主体与其他构件之间成为弱势环节,之后随着横波传到地表,就会导致横波的惯性力被作用于建筑物之上,最终导致土木结构的整体垮塌。那么如果要针对这一问题来对建筑物进行局部加强,就应当确保主体结构之间的连接能够确保质量和明确的传力途径,在主体结构与各个构件之间的连接需要确保牢固,并且根据现实的地震强烈程度,在土木工程结构主体保存完好的情况下,也要注重其他附属结构能够在地震不同烈度与时长情况下的支撑时间,确保一旦出现坍塌可以尽可能减少这些附属结构对建筑主体,后砌墙以及相关框架结构上的影响,从而实现土木工程抗震能力的综合提升,在建筑结构设计层面最大程度地保证建筑内用户的生命财产安全。

2.5保证计算结果的正确性

在土木结构工程抗震设计中,前提是正确的计算,这直接影响抗震设计,计算结果的正确性要求设计师应当具备一定的计算水平和业务水平,准确计算土木工程结构所有区域,保证参数计算具有较强的科学性和有效性,最后在地震设计结构模型中得到合理运用,以此达到显著的建筑结构抗震效果。在具体工作中,分析抗震参数计算具有较强的专业性和复杂性,因为涉及到多方面的内容,难度系数较大,根据当地的具体情况应当采用适合的技术。当前,随着科技的不断进步和发展,信息网络技术在土木工程中得到普遍应用,其中 BIM 技术的效果是十分显著的,在土木工程结构工程抗震设计中运用该技术可以使抗震设计的正确性、可靠性得到提高。

2.6选择对抗震有利的建筑平面、立面和竖向剖面建筑抗震

设计需要切合抗震概念策划要求,不能使用非常不规则的策划方案。建筑和抗侧力构造的平面布置需要规则、对称,同时应具备良好的一体性;建筑其立面与竖向剖面需要规则,结构其侧向刚度需要均匀改变,竖向其抗侧力部件的截面大小与材料强度需要自下而下渐渐变小,以防抗侧力构造的侧向刚度与承载力发生变化。建筑物的土木工程布局与结构布置在一定程度上肯定了建筑物所带的动力性能。假如建筑的结构布置在基础上吻合了抗震原则,土木工程的布局做到简单合理,就能确定房屋具有优秀的抗震性能。除此之外,在质量方面和刚度的变化要匀称,避开楼层错层的现象发生。

2.7选用延展性和强度较好的材料

抗震结构设计中会涉及到对建筑材料的选用,抗震性能的实现不仅依赖于结构的合理性,还要保证建筑的质量。抗震结构设计与建筑的设防烈度、房屋高度、地基、基础、材料密不可分,选用的结构材料要具有较好的延性和强度,同时要满足均质性标准,在构件连接方面要具有连续性。通过这些方面也可以反向检验建筑的抗震性能是否达标。

结语

总而言之,就土木工程结构工程设计来讲,在设计中需要考虑周全,而且根据当地的具体情况选择适宜的抗震结构。同时,在土木工程结构抗震设计中需要以建筑物的平面以及结构选型为切入点,进一步完善建筑物的抗震力,提升土木工程结构的抗震性能。做好抗震设计,可以增强我国建筑结构的整体质量,使我国建筑物可以更好的抵御自然灾害带来的不利影响,推动我国社会经济健康有序发展。

参考文献

[1] 赵监政.浅析建筑工程结构设计中的抗震设计[J].建筑工程技术与设计,2015(15).

[2] 牛田青.试论土建工程结构设计中的桩基设计及抗震设计问题[J].建筑知识,2017(4):47~48.

[3] 周爱国.建筑工程结构抗震设计问题浅析[J].城市建设理论研究(电子版),2017(5):111.

论文作者:李路遥1,邓少慧2

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年10期

论文发表时间:2019/8/22

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