探究土木工程结构设计中的抗震问题论文_岑培山

探究土木工程结构设计中的抗震问题论文_岑培山

郑州升达经贸管理学院建筑工程学院 河南郑州 451191

摘要:在经济快速发展的同时,由于地下资源开采量过多,导致出现很多自然灾害,地震就是其中之一。近几年来,我国的地震灾害现象时有发生,人们对土木质量的要求也因此不断提高。做好抗震设计工作以此来提高建筑物抗震效果,减少地震对建筑物的破坏,给人们带来安全感,是每一位工程人员的责任与义务。在这种环境下,加强对施工质量的管理和控制变得尤为重要。因为提高建筑物的抗震水平不仅是国家的严格要求,更是人民的愿望所在。

关键词:土木工程;结构设计;抗震

引言

从现阶段发展而言,地震灾害往往会对建筑物本身带来非常严重的破坏,为此在实际施工的时候,理应做好抗震设计的工作,以此提升其稳定性、安全性以及使用寿命。一方面可以使得建筑物抵挡外部灾害的能力进一步提升,另一方面还能对居民的生命财产起到一定的保护作用,因此有着非常重要的现实意义。

1抗震设计的主要内容

抗震设计在土木结构设计中,占据着十分重要的地位。抗震设计能够降低地震对建筑物的破坏程度,最终对人民生命财产的安全进行保障。在土木结构的抗震设计中,首先,要掌握建筑物的所有结构,并进行概念设计。概念设计能够对地震计算结果进行保障,对建筑物的抗震性能进行提高。其次,对地震进行计算。因为在土木结构的抗震设计中,需要以精确的数据作为支持,所以设计中所需的数据必须通过严格的抗震计算来取得。第三,应注意采取适当措施,提高结构性能。

2土木工程结构设计中的抗震问题

2.1抗震场地选择存在问题

通常情况下,实际抗震场地的选择同样是抗震设计工作中的一项重要因素。因此,在施工开始之前,提前对此方面问题予以考虑,尽可能选择对于抗震工作带来益处的场地展开建设,并将不利于土木的抗震地段全部避开。由于在发生地震的时候,其在短时间内产生的冲击波会对整个地面造成极为严重的破坏,因此在场地选择的时候,不能选择一些起伏不够均匀的场地,同时土质相对较差以及易液化的土地都不予以考虑,否则很容易导致严重的问题发生。如果施工场地无法有效规避这些问题,此时便需要采取一些具有较强针对性的抗震措施,以此提升房屋的整体强度,即便有地震发生,可以将造成的损失降至最低。

2.2对于平面布置的基本规则缺乏重视

在进行建筑物抗震设计的时候,理应将基础概念设计原则应用其中,如果方案中的部分内容存在缺陷,则需要及时予以改进,而如果有严重不合理的设计存在,此该方案可以直接选择放弃。在对于楼板进行布局的时候,可以采用楼板计算模型,以此处理一些缺乏规范性的部位;而如果立体不规则或者平面不规则的问题存在,则需要应用空间计算模型。通常情况下,主要可以从三方面予以划分。其一是建筑物整体必须具备较强的额抗压水平,确保结构在受到外部冲击的时候,不会有严重的变形问题发生,同时还要保证最大限度的均匀。其二是在土木主体之中进行抗侧力结构布置的时候,同一侧强度在对土木主体抗侧力结构进行设计的时候必须保证均匀。其三是相对应周围的结构,在对于主体抗侧力结构方面展开布置的时候,必须确保其刚度完全相同,并且其抗扭刚度也能够得到应有的保障。

3土木工程结构设计中的抗震要点

3.1场地选择

在进行土木工程结构的抗震设计时,要对土木场地进行科学的选择,不同的土木场地需要进行的抗震设计措施也是有很大的区别的,一些不适合的土木场地就会造成受到地震灾害的破坏力增加,而适合土木场地则会让抗震设计的效果更加明显。因此,在进行场地选择时,要尽可能选择一些地势比较开阔的地方,减少土木场地对抗震效果的影响。

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3.2平面布置抗震设计

均匀对称是土木平面布置设计的核心,同时均匀对称也可以更好地呈现建筑物各种空间功能需求。如果土木墙体、钢构件不对称,在地震发生时,土木结构受力不均匀,导致变形不均匀现象发生,土木局部墙体乃至建筑物遭到损坏。平面组合设计、单个房间设计是土木平面设计的核心组成元素,在设计单个房间平面的时候,必须准确确定各个房间的面积、门窗位置等。土木平面组合形式具有多样化的特点,比如集中式、单元式,要结合施工现场的实际情况,选择适宜的平面组合形式。以单元式为例,在优化利用垂直交通的基础上,使各个使用空间有机融合,这种形式大多用于商住楼、高层办公楼。要尽可能把竖向交通设置在平面内,提高土木结构的整体刚度、抗扭转能力等。如果竖向中心在平面外,要尽可能少在转角的地方开门开窗,防止出现“转角效应”。

3.3强化地基设计

无论是大型土木还是小型土木,地基都是整个土木中尤为重要的一部分,也就是说土木工程的选址很重要,所以在土木工程施工前夕企业需要派遣专业的考察小组对将要进行土木施工地区的地理环境进行现场勘察,因为在建立建筑物的地基时,要求建立地基的地下没有河流、熔岩、凹槽等现象,所以要尽量避免那些易坍塌、有河流的地方,不仅如此,还要对当地的土质、密度等进行细化的分析,由此选择出地势平坦,能够满足施工要求的地点建立地基,地基不仅是建筑物形成的基础,一个牢固的地基更是土木抗震性的保障,所以想要保证土木的抗震性能,需要强化对地基的设计。

3.4采用特殊材料进行隔震

一般而言,建筑物基础隔震水平主要是指依靠对于建筑物基础采取一些特殊处理的方式,在地震灾害发生的时候,可以对其产生的作用予以一定程度的缓解,从而将其造成的损害降至最低。而针对传统土木地基展开设计的时候,主要采用的方式便是在一些基础性位置交通铺设沙子和黏土,亦或者直接在其外部覆盖一层黏土垫层。在进行结构设计的时候,可以在其基础位置展开垫层的安装,同时还可以硬一些特殊材料展开施工,从而可以将地震带来的负面影响降至最低。通过近些年的观察可以发现,我国有关部门已经开始针对这一方面内容展开研究,从而开发出一种全新的材料,其原料主要以沥青为主,并且得到了广泛的应用。尤其是在隔震层方面,其效果令人十分满意,促使建筑物自身的抗震水平得到进一步提升。

3.5设置抗震多道防线

3.5.1科学选型首道抗震防线的构件

通常来说,对于首道抗震防线的选型有其具体要求,对于其承受的负荷指数要尽可能减小,这样可以使得附近的承重墙分担一部分压力,与此同时,不断优化轴压比值,对于轴压较大的框架柱,不适宜做首道防线的抗侧力构件。具体施工过程中,需要根据施工现场的实际情况进行分析,通常会选择单一的框架体系,这样就使得其成为整个框架体系中,唯一的抗侧力构件,这个时候所选择的优化方法为“强柱弱梁”型延性框架。

3.5.2采用赘余构件,增多抗震防线

一般采用双重抗侧力体系:框架-抗震墙、芯筒-框架、内墙筒-外框筒、框架-支撑,其在水平地震侧力的作用之下,实现工序协调操作。当地震来袭,框架就成为支撑墙体的主要动力,因此,为了使主体结构收到最大程度的保护,必须不断优化这一抗震防线,最好的优化方式为:同一轴线位置设置延伸性较好的抗弯梁的方式,有效利用首道连续梁完成冲击要求。

结语

总而言之,在进行土木工程结构设计的抗震设计时,设计人员要勇于加入现代化的设计理念,不断对设计方案进行创新,摈弃传统土木工程结构设计中的一些思想,加强对现代工程理念的应用。对抗震设计进行全面的分析,不断在设计中融入新的理念和想法,提升土木工程结构的抗震性能。土木工程结构和土木的场地都对抗震效果存在影响,因此,在设计过程中要因地制宜,提升抗震设计的科学性,从而促进我国土木工程土木结构的发展。

论文作者:岑培山

论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期

论文发表时间:2019/1/17

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