土木工程结构设计中对抗震问题的分析论文_王晶

土木工程结构设计中对抗震问题的分析论文_王晶

西安中粮工程研究设计院有限公司 陕西西安 710082

摘要:建筑行业的不断发展,推动了建筑工程项目的不断增加,为了避免建筑工程项目在地震过程中发生大面积崩塌,减少地震带来的经济损失与人身财产安全,务必要加强建筑工程项目抗震结构的设计。然而,作为建筑工程项目中的基础工程,也是最为重要的过程,其抗震结构与抗震水平的提高,对于提升建筑结构的稳定性具有十分重要的意义。

关键词:土木工程;结构设计;抗震问题

引言

抗震性能以及结构的稳定性和安全性是在土木工程结构设计当中的重点,同时也是人们关注的重点。在设计过程中,设计人员要掌握现场的情况,选择合适的施工场地、布置合适的结构体系以及使用抗震材料,掌握抗震设计要点,从而有效的提高结构的稳定性以及安全性。

1、抗震结构在土木工程设计中的必要性

地震是一种常见的自然灾害,是地壳运动到一定程度产生的剧烈地质变化,对人类生活的安全与稳定造成的巨大的影响。从有关资料的分析可以看出,地震这种自然灾害不仅发生次数多,波及范围广,而且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是十分必要的,也是相关人员未来努力的主要方向。同时,也是有效减轻地震对建筑物影响的最佳方式。

2、在抗震结构设计中需遵循的基本原则

2.1结构形状简单化

在土木工程抗震结构的设计过程中,需遵循的首要原则,便是施行土木工程结构的简单化设计,从而可以通过简单化的计算,最终得出建筑整体结构的受力情况,使得土木工程的抗震结构设计更加精确。木土工程结构设计的简单化,不仅能够有效的提升土木工程薄弱环节的坚固性,还能有效的降低地震对建筑物造成的损害。如此一来,土木工程结构的稳定性以及建筑物的整体抗震性能,均会得到有效的提升。

2.2坚持科学化与合理化的设计

为了有效的提高土木工程结构的抗震性能,在其结构设计的过程中,务必要使其保持适当的合理性。在实际的抗震结构设计中,应根据建筑物的实际情况,对建筑物的结构设计进行规划,从而有效的降低其结构设计中存在的不科学,确保建筑物的整体结构不受影响。除此之外,在土木工程抗震结构的设计过程中,务必要从全面的角度来考虑,从而使抗震结构中各个组成部分都具有足够的稳定性与可靠性。尤其是一些基础设施的结构设计,务必要确保其相互之间能够紧密的连接在一起,以免留下缝隙,导致建筑物的整体稳定性受到不良影响。

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2.3确保结构设计的合理与整齐

该原则是土木工程结构设计中必须遵守的必要原则,确保结构设计的整齐与合理,才能够使建筑结构具备良好的整体布局,确保土木工程结构保持稳定,从而提高建筑工程项目的整体抗震性能。在抗震结构实际的设计过程中,若要确保抗震结构设计的合理与整齐,务必要从外形与刚度上对其进行有效的调节,从而有效的提升建筑结构在整体上的抗侧压力。如此一来,便可有效的提高建筑结构整体的抗压能力,以免使其中心位置发生偏移,既保证了建筑工程项目的质量,又增加了土木工程设计的抗震性能,可谓一举两得。

3土木工程结构设计中抗震方案应用分析

3.1设计结构模型

应用房屋结构优化设计方案首先要为房屋进行结构模型的初步设计。第一步,要筛选所需的变量和常规指标与数据,作为变量指标为结构优化设计提供参考。比如:价格参数、结构可靠性参数等等。另外,结构设计中也应该重点考虑到这类参数。为了能把结构设计和优化的难度减小,房屋设计者应该选择影响因素小且变化幅度小的参考指标进行衡量,这样,同时也能降低后续工作的强度,方便设计者得出最优方案。第二步,明确有关的设计函数。在众多函数和指标中选取与房屋建筑、钢筋等较为相近的函数指标,之后分析其性质,通过优化设计降低成本。第三步,设计者考量房屋建筑结构的设计条件,评析结构可塑性、稳定性、尺寸等多重指标。依据评析结论判断建筑的实际状况,以不断优化设计的方式提升建筑物的抗震效果。

3.2应用最优的统计分析程序

房屋设计者建立好房屋结构模型以后,应根据其模型的实际状况和相关优化条件选择最优计算方案,运用最佳程序设计,保证房屋功能齐全完善,高效运转。然后,设计者应对结构模型的评析结果进行统计和研究,将多个设计方案进行对比权衡,从多个角度综合考虑问题,保证建筑投入使用后能实现经济效益与社会效益的统一。最后,站在节约成本和总体平衡的角度上,再加大对技术的投入,使建筑物的综合效益得到全面的提升。

3.3房屋建筑的细部结构优化设计

房屋建筑中对整体结构的质量和稳定性有着决定作用的是细部结构。因为缺少真实的建筑物结构数据,难免会受到多种外部因素的影响,导致建筑物结构设计过程中,有关细部结构的计算方面很大可能上会存在误差,最终致使实际效果和建筑物结构优化设计方案严重不符。这类情况下,不仅会使建筑物结构设计在细节部分出现诸多问题,还会为建筑物整体结构埋下安全隐患。所以,设计者应该在对建筑物整体细节有了充分的认识和了解后,再展开相关的结构优化设计活动。更要在设计过程中不断优化建筑物的细节部分,预防后期建筑物细部结构出现裂缝等严重问题。达到建筑物安全性与经济效益共同提高的目标。另外,室内灯具、墙饰等与建筑物结构之间的链接强度也需要进行充分考虑,以免在遭遇地震的破坏时,由于设计问题导致连接处不牢靠,发生物品坠落等问题,造成人员伤亡和财产损失。

3.4房屋建筑的基础结构优化设计

基础结构设计的质量在设计过程中会对建筑物整体结构和功能性、稳定性产生直接影响,因此,设计者应在基础结构优化设计环节加大力度,对建筑物的地基地质、桩基形式等多个方面进行全面的加强和优化,进行总体的、综合的掌控,从而决定最佳的桩基形式、直径与长度。使得建筑物的基础结构与后续施工、资金投入达到平衡点。并要以此为基础,保证建筑物整体结构的强度和稳定性等指标达标。而在部分墙体的结构设计方案中,设计者应当留意墙体的设计尺寸,严格控制在最小限制范围内,保证墙体横截面可以满足抗震的需要。从而避免发生强震后,建筑物倒塌及影响人民生命财产。

3.5均匀地进行竖向设计

设计人员在进行结构设计时一定要合理的掌握控制建筑高宽比以及上下结构比例之间的竖向收进尺寸,同时要对其竖向受力进行深入的分析,从而保证抗震性能。同时,设计人员要确保结构不会在突然受力的作用下而出现变形现象,也就是说要保证结构整体的强度和刚度,这就要求其在设计时要保证洞口的整齐性。此外,设计人员要保证同一层的竖向构件与其它层刚性的一致性,通过合理的措施来提高结构的延性,从而保证其整体刚度的平衡性,同时确保其能够有效的分散地震的能量。

结束语

由于近年来地震灾害频发,建筑结构的抗震性也成为了人们关注的重点之一。当前,在建筑土木结构设计当中通常都要求其与抗震性相结合,从而提高其结构的抗震能力。在进行结构设计的过程中,设计人员需要按照相关的设计准则来保证设计方案的合理性,从而提高结构的抗震性能,保证其结构的稳定性和安全性。因此,在结构的设计当中,一定要重视其抗震设计。

参考文献

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[4]李飞.土木工程结构设计中抗震影响因素和方法分析[J].建筑知识,2016,3611:19.

论文作者:王晶

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第24期

论文发表时间:2018/1/25

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