摘要:我国属于地震多发国家,在发生一些震级较大的地震时,会造成严重的人员伤亡和经济损失后果,因此在减少地震危害方面要积极开展相关研究和工作。在2008年发生的汶川地震中,巨大的人员伤亡,使社会各界都加大了对土木工程结构抗震性能的关注。在建筑工程结构设计中,要重视其抗震性能设计,设计人员需要掌握土木工程结构的线管理论,对抗震进行精密的计算,并不断积累总结地震灾害发生后的各项数据,在总结经验中提升抗震设计水平。
关键词:土木工程;结构设计;抗震设计要点;抗震性能
在土木工程给结构设计中,抗震设计是一项复杂、精细的工作,其设计质量关乎建筑结构的安全性和稳定性。特别是当前高层建筑较多,一旦其抗震性能不足就容易造成更大的损失。因此对抗震设计也提出了更高的要求。在土木工程结构设计中要结合当地的实际情况,对结构的抗震能力充分考虑,使建筑结构的抗震性能提升,保证其使用中安全可靠,达到国家相关建设标准,保障人民的生命财产安全。
1 土木工程抗震设计的意义和必要性
1.1增强土木工程的抗震性能
在进行建筑工程选址前,建设单位要进行完备、细致的地质勘探工作,并科学进行地质分析,根据分析结构和相关部门的地质说明分析,以及建筑施工的要求文件,进一步全面研究分析地面稳定性和坚固性等。在地面基础方面就做好抗震设计,以奠定建筑整体抗震设计的良好基础,保证达到抗震设计要求。
1.2提高土木工程刚度水平
地质活动激烈的情况下,建筑物难以承受地面运动,会导致地震灾害的发生,出现房屋倒塌现象,并造成严重的人员伤亡、经济损失的后果。这与建筑工程整体刚度不足有很大的关系,而在土木工程抗震设计中提高工程刚度水平,可以保证其刚度较高而良好应对地质活动。
1.3减小地震对建筑的影响
当前加固破损房屋,是难以从根本上解决地震灾害对建筑物的破坏的,发生地震灾害时,会严重破坏房屋建筑。因此,要做好抗震设计工程,增强建筑物的抗震能力,在地震中可以减小破坏影响,保护房屋安全和人身安全。
2 土木工程抗震设计的目标和原则
要在土木工程建设中,保证结构的抗震性能,需要明确其抗震设计的目标。抗震设计针对的是土木工程的整体结构,要提升其抗震性能,防止在设计中存在薄弱环节而危害到整体性能。设计过程中要遵循以下几方面原则:
第一,要保证结构整体设计的合理性。在土木工结构设计中要坚持科学性、合理性原则。基础设计中要保证符合建筑要求,避免结构不合理而影响到结构强度和刚度,并且要确保连接上部构件是可靠和稳定的。基础、楼盖基础和盖板的位置要选择合理,可以实现各部件的牢固连接,以使土木工程结构在竖向、水平方向上抗震性能达到相关标准,提升土木工程结构的整体刚度。
第二,要坚持结构规划中的合理整齐原则,要达到这一目的,需要保证结构规则外形是与其立体刚度相对称和协调的,以保证结构的抗侧力符合使用要求。结构规划的合理整齐,可以有效提高工程结构的均匀抵御外力能力,降低其出现中心偏离现象的几率,有效保障建筑的抗震性能和质量。
第三,竖向设计要保证均匀性,在土木工程结构抗震设计中,竖向结构设计是重要内容。在设计过程中对横隔层的设计,要对其上下比例准确掌握,合理确定其竖向尺寸,保证分割成的称重均匀。设计中还需关注结构的延性、刚性,相同层面支柱要与其它的连接结构刚性一致,在刚度均衡的情况下,才能使结构的延展性有效提高,而保证结构抗震性能良好。设置填充墙时,要先进行墙柱分类工作,对防震缝也要合理设置。
第四,形状简练原则。在抗震设计中要尽量精简土木工程结构,对各构件受力情况进行简答计算,使抗震设计能够更加精确。此外,形状简练可以减少地震对建筑产生的损害,将土木工程结构中的薄弱环节减少,提高结构的整体性能。
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3 影响土木工程抗震性能的因素
(1)工程建设场地选择是重要的影响因素,要保证抗震设计水平需要合理选择场地。其中要注意场地中地基的状况,在发生地震的情况下地基不稳固的话,就会对建筑产生较大的破坏。因此,在选择建设场地时,要选择地址平坦开阔、地质坚硬密实的中硬土场地,避开滑坡、断层等地质状况较差的场地。
(2)土木工程结构设计中要选择合适的结构体系、材料,当前很多土工工程采用的是钢筋混凝土结构形式,但其本身易变形、弯曲以及出现侧移,因此设计中要对其全面考虑。选择钢管混凝土结构,有助于整体结构抗震性能的提升,利用钢管混凝土和钢结构就减小了柱断面尺寸,优化了结构的整体抗震性能。
(3)在土木工程结构设计中选择合适的高度,对于提升结构抗震性能有着积极意义。在发生地震的情况下,结构物高度小受到的破坏也就比较小,如果高度较高则容易变形扭曲,且会受到严重破坏。此外,在设计中还要考虑到抗震防裂度,在轴压比和梁柱承载力方面做好设计工作。
4 土木工程结构设计中抗震设计
4.1抗震设计方法
在进行结构抗震设计时,要达到良好的设计效果保护建筑物,需采用有效的设计方法。首先可以沿结构高度,将质量和刚度相抵的结构或者单质点体系相似的结构均匀布置,高度要控制在40m以内,以此来提升抗震效果;其次,如果结构高度存在限制,或者高层建筑不规则,则需要对地震灾害进行假设分析,应用时程分析法来补充计算,最终可选择振型分解反应谱法中最大值、多条时程曲线平均值来作为计算结果。
4.2抗震设计要点
在土木工程结构抗震设计中,通常是以6—9级地震危害为标准,对建筑物的抗震性能进行计算,并按照以下规定俩计算地震作用:(1)甲类建筑采用专门的地震动参数。乙类建筑按照Ⅵ度设防设计;(2)结构的两个主轴方向要考虑水平地震作用,正交布置抗侧力结构。斜交的抗侧力结构要注意各斜交方向产生的水平地震作用;(3)建筑物的质量与刚度存在不均匀问题时,要考虑水平地震作用来消除不利影响;(4)XI度设防,要重视竖向地震作用与水平地震作用的结合。
4.3做好场地选择工作
在选择结构场地时,要先进行勘测和调查,全面掌握地形和地质情况,在此基础上选择合适的场地。合理避开断层和滑坡等地段,如果这些不良地段无法避免,则要采取相应的加固措施来对其进行加固处理,使其达到施工要求、增强结构抗震性能。
4.4合理选择工程材料
在设计结构初始,要分析各种材料对抗震性能的影响,通过仔细分析和研究材料参数的变异性,并考虑少数材料破坏对结构整体抗震性能产生的影响。要保证设计中不会因为部分构件失灵而影响到整体效果。结构体系选择要先做出明确的计算简图,且考虑到结构的抗变形、承载和消耗地震能量能力。对可能的薄弱环节进行有效加固,保证结构整体抗震性能提升。
4.5结构承载力、延性的合理设计和分配
土木工程结构的抗震性能设计中,要确保结构均匀性,保证各个构件的延性良好,且适当加大其抗剪性能,并合理选用塑性变形结构。增强梁柱节点抗震性能设计,要提高钢筋结构抗震性能、承载能力和延性。按照强柱弱梁、强节点弱构件的原则展开设计,控制好柱的轴压比和柱截面尺寸。
结束语:
在建筑施工中,土木工程结构抗震设计是极其重要的一部分,要加强抗震设计保证建筑使用安全性、稳定性。采用科学的设计方法来使土木工程结构的抗震性能提升,在地震发生时可降低伤亡率和财产损失,保障人民居住安全。
参考文献:
[1]杨斌.论土木工程结构设计中的抗震设计要点[J].丝路视野,2018,(11):134.
[2]崔涛.土木工程结构设计中的抗震设计要点探讨[J].区域治理,2018,(29):207.
论文作者:单旋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/19
标签:结构论文; 土木工程论文; 性能论文; 刚度论文; 结构设计论文; 场地论文; 延性论文; 《基层建设》2019年第6期论文;