摘要：水工建筑是建筑业的一个分支，它的设计主要是用于保护以及容纳水利设施和设备，随着社会的发展进步，开始越来越受到重视。目前水利工程虽然整体属于上升的趋势，但是也存在局部的矛盾，水工建筑物的特点主要有工作条件复杂、施工工艺难度比较大以及受自然条件约束比较多。所以在设计上要注重结构上的研究，本文主要对水工建筑物可靠性设计的领域以及设计方法进行了阐述。
关键词：水工建筑；设计研究；可靠性
1 基于水工建筑抗震设计规范的具体抗震设计措施探讨
1.1 科学地选择水工建筑的施工地址
水工建筑选址是非常重要的抗震对策。其原因就在于，由于地质结构的不同，在遭受相同烈度的地震冲击时，被破坏的程度也是不同的。例如相比较于松软的地面，坚硬地面耐受力就非常强，在这种地面上面建设水工建筑，就能实现比松软地面好得多的抗震能力。因此，选择施工地址时，应尽量避开地震时可能发生地基失效的松软场地，选择坚硬场地。基岩、坚实的碎石类地基、硬粘土地基是理想的桥址场地；饱和松散粉细砂、人工填土和极软的粘土地基或不稳定的坡地都是危险地区。同时还应尽量避免跨越断层，特殊困难情况下应进行地震安全性评价。另外需要注意的一点是，选址是还应尽量避免距离高山、陡坡较近的区域，以免被次生灾害（山体滑坡）破坏。同时，在施工之前还要进行详细的地质勘探，以防将水工建筑选建在了地壳断层上。
1.2 地基抗震设计措施
地基是水工建筑的“脚”，若想在地震中“站得稳”，地基必须“扎得深”。在地震多发带（包括其他地区）的大型水工建筑为了提高抵抗地震的能力，一般采用深基坑施工方法，以增强建筑结构的抗扭曲能力。同时，地基一般由钢筋混凝土整体浇筑的桩基础施工而成，其中钢筋选择高强度的抗扭曲筋，以加强基础的整体性和刚度，同时采取减轻上部荷载等相应措施，以防止地震引起动态和永久的不均匀变形。而在地基基础与上层建筑的接触位置，为了防止地震中产生相对滑动或者断裂，应采用嵌入式设计。在地基施工完毕后，还要进行强度检测，特别是对混凝土强度的试验检测，必须严格，保证地基整体的浇筑质量。
1.3 水工建筑建筑外形的选择和结构布置的抗震设计措施
在地震带建设水工建筑时，科学的选择建筑构型和结构布置是非常重要的抗震策略。就以水工建筑建设中占据重要地位的桥梁来说，桥型决定了桥梁的力学结构，而桥孔作为构型的一部分，其位置布置会在很大程度上影响桥梁的抗震性能。因此，在桥型选择时要做到因地制宜，且梁应结合地形、地质条件、工程规模及震害经验，选择合理的桥型及墩台、基础型式。宜尽可能采用技术先进、经济合理、便于修复加固的结构体系。可以考虑采用减震的新结构，比如型钢混凝土结构等。而在桥孔布置时，应兼顾防震能力与通过能力，且以防震能力为主。一般来说，在地震多阀带普遍采用等跨桥孔布置法，两侧桥孔对称，中间不留孔，同时采用低矮桥墩的设计。而且，桥体整体设计在满足通过能力的基础上，尽量减轻重量，减少没有必要的附属结构，以简洁设计为主。同样，在其它水工建筑设计时，也要遵循“以稳为主，兼顾简洁”的设计原则，尽量提高水工建筑的抗震性能。
1.4 防地震次生灾害的涉及措施
在很多情况下，水工建筑不得不“依山傍水”，建设在高山峡谷地区。因此，在防止地震造成破坏的同时，预防次生灾害造成的破坏也非常重要。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆首先，是尽可能的增强水工建筑的结构强度，只有建筑体自身具备了“钢筋铁骨”，才不惧怕泥石流或者山体滑坡的冲击。因此，在水工建筑设计施工时，应注重钢筋混凝土的应用。同时，尽量选用整体砼建筑的施工方法，来加强整体建筑结构的强度。此外，在建筑结构之间的衔接处，如主梁和次梁的交接处，应采用加固措施，例如用钢筋网扎箍，并用水泥浇筑；其次，在水工建筑如桥梁的关键部位，应开辟出适当面积的缓冲地带，减小次生灾害的冲击力，以免超过水工建筑抵抗的极限；最后，在水工建筑的周围还应根据实际需求建立防护墙。且防护墙的高度应在两米左右，采用锥型设计方案，最大程度地吸收滑坡或者泥石流的冲击力，保护水工建筑的安全。
2 水工建筑的可靠性设计方法
20世纪以来，伴随着科学技术以及现代化的发展，越来越多的水工建筑物在各地被兴建起来。特别是近几年我国在建或拟建水工建筑物与以往建成的相比，无论在数量上、形式上、规模上都有较大的改进和提高，但是水工建筑物的抗震安全工作同时也被提上日程，成为人们时刻关注的焦点问题，因为水利工程的抗震度是一项水利工程是否能够正常运行、发挥综合效益的基本保证，而先进、科学合理、安全的水工建筑物抗震设计是确保其安全的技术保障。
2.1 结构的可靠度理论
现行的水工结构的设计中以概率理论作为基础的极限状态设计法，主要是用以经验为主的安全系数法来转换得到的。水工结构的可靠性设计目前仍然仅限于把结构的承能力和抗力等相关参数作为随机变量来处理。主要是以极限状态方程Z=g（R，S）=R-S小于0来定义失效的概率Pf，而可靠度Pr=1-Pf来计算，两者为互补的关系。当S和R都为非正态的分布随机变量，并且需要对其进行当量正态化的处理，也即是按照当量正泰变量的均值以及标准差的概率密度函数，在验算点处可以和原变量的数值相等，迭代求得验算点的可靠指标和变量值，用的是国际结构的安全度联合委员会即是JC法。
2.2 分项系数的极限状态表达式
以分项系数表达的极限状态设计方法不仅是当前在工程可靠度设计中普遍采用的表达式，同样也适用于确定性的方法，作用分项系数以及材料性能的分项系数可能存在一定的不确定性，并且分别具有明显的超载以及降强的作用，并且与结构的类型没有关系。水工的结构系数可以用来考虑各种结构抗力的不定性，这些不定性以及结构形式有很大的关系，所以引入一个结构系数来表示不同目标的可靠性指标。
2.3 目标的可靠性指标的确定
目前的可靠性指标的确定主要有事故类比法、经验校准法、经济优化法这三种方法。确定目标的可靠性指标要考虑到理论结果以及工程的结构设计现状，在实际的应用过程中，主要还是应用前两种方法来找到原始规范设计在结构中所隐含的相应的可靠性指标的数值。记过反复的计算来制定以概率分析的可靠性设计目标为基础的可靠性指标。
结束语
水工建筑抗震设计必须严格按照设计规范进行。而且，在设计方案的施工落实过程中，还应当加强施工管理，保证施工质量。同时，在工程验收时必须做好抗震设计的综合考核，保证工程施工品质。
参考文献：
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[3]赵国藩，曹居易，张宽权.工程结构可靠度[M].北京：水利电力出版社，2012年版.
论文作者:柏茂桂
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/10
标签：水工论文; 建筑论文; 结构论文; 可靠性论文; 地基论文; 桥孔论文; 系数论文; 《基层建设》2017年第36期论文;