摘要:建筑抗震设计是结构设计中非常有代表性的一部分内容,近些年国内建筑行业已经进入了转型发展的新阶段,在建筑结构不断复杂化的同时,其安全性问题也已经逐渐得到了人们的关注。地震是影响建筑物安全非常主要的因素,因此我们需要在开工之前优化建筑结构设计并明确抗震设计的要点,进而提高建筑物的安全性能以及使用寿命。
关键词:土木工程设计;抗震设计;要点
1土木工程结构抗震设计应遵守的原则
1.1简单化原则
较之于复杂的结构设计,越简单结构设计反而越能够提升建筑工程的抗震性,这主要是由于简单的设计可以更准确的开展力学计算,对结构的平衡性进行有效的控制。若设计过于复杂,就容易忽视一些结构上的细节问题,从而降低建筑整体结构的抗震性能。此外,复杂的设计也会致使建筑工程在地震发生时由于力学传递因素而出现严重的破损。简单的设计可以有效的避免这些问题,进而把地震带来的不良影响控制到最低。所以,在设计的时候应该尽可能的让结构体系简单化,不宜过于追求那些复杂的设计,否则会导致不必要的经济损失。
1.2整体性原则
建筑结构设计主要是为了切实有效的提升建筑的整体抗震性,若局限于一些地方,就会使得建筑在地震的影响下出现损坏问题,所以应该切实把握建筑的整体结构,在这一基础上开展规划设计工作,在设计时应该对各个区域进行合理布置,有效的增强各结构的统一性和协调性,并且切实把握各个区域的特点开展设计工作。除此之外,在抗震设计时应该对那些可能会影响建筑稳定性的因素予以控制,使得建筑整体设计要求与抗震性能要求相符。
1.3抵抗性原则
由于地震通常会对建筑结构产生较大的影响,所以,在进行建筑结构设计的时候,一定要切实有效的提高建筑的抵抗性能,要达到这一设计效果,还需要充分考虑建筑结构的力学特点,切实掌握好结构的平衡性与稳定性,唯有如此才可以切实提升建筑工程的抵抗性,若离开了力学原则,就难以达到建筑结构抗震的效果。
2土木工程抗震设计中需要把握的要素
2.1保证结构规划的整齐性和合理性
首先,抗震设计时要从简设计,尽量避免复杂结构系统的设计,同时不能违背土木工程结构基本原则。通过对所设计的土木结构进行受力分析,进而根据其受力分析来进行抗震性精确设计。此外,还需要考虑到利用土木结构中的外形结构件来降低地震对建筑物损害程度,以保证土木工程建筑的完整性,这样才能提高土木建筑的整体抗震性。
2.2保证结构形状科学合理
在土木结构设计过程中,需要根据建筑设计需求并参照土木工程建设的相关行业标准及要求即相关结构的强度等来进行相应设计。对于抗震结构设计而言,必须满足抗震结构中各结构所形成的连接关系,例如如果将隔板与主体之间留有足够的衔接空间,这样的连接结构将会拥有更大的刚度和抗力,从而使各结构传力更稳定,部件之间拥有更好的衔接关系,最终达到抗震性能大幅提高的目的。此外,在结构设计过程中,也需要符合结构间的精细和减量化的原则,结构间的受力需要有详细准确的数据做支撑。
2.3保证设计的竖向均匀性
竖向设计过程的均匀性在结构设计过程中同样也至关重要。竖向设计过程要保证均匀性的情况很多,例如,只有保证了竖向结构的各种尺寸合理科学,尤其包括收缩尺寸在内,并且保证每个分隔层间是均匀的才能得到较好的横格层设计。如果在洞口开设时出现不规则不整齐的情况将会由于扭曲和外力而对土木建筑结构刚度强度和延展性造成极大损害。所以要实现以上实际目标,在进行土木建筑设计的时候,需要保证土木结构与支柱的刚度,并且二者处于同一平面内,这才能更有效吸收地震带来的巨大能量。
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2.4保证设计人员的程序化
以上几点是处在客观角度分析,然而主观因素同样对土木建筑设计质量有着极其重要的影响。目前国内在土木建筑设计人员状况不容乐观,他们普遍都存在着对自身问题认识不足,无法对各种不利因素进行全面分析同时过分依赖相关设计软件,这些都对土木建筑设计有着不利影响。再者我国有些地域是地震高频发生地,不合理的土木建筑设计无时无刻不给人们的生命财产带来潜在危险。所以土木建筑的相关人员必须具备较强的专业技能和专业理念,更还需要具备工程责任心,以此才能设计出符合标准、可靠的土木建筑。
3土木结构设计中提高抗震性的有效措施
3.1科学选址,将场地周围隐患降到最低
建筑物所在的地理环境、地质状况都会影响它的使用年限,这也是每一位建筑物设计师必须关注的关键因素。因此在土木工程结构抗震设计中,设计师一定要科学合理选择建造场地,尽量避免在地质断层带、滑坡、地震频发区建设,保证土木工程的稳定性。通常情况下,建筑物要尽可能的建造在地形平坦、开阔,地基稳固的地方,如果必须建造在沙土、液化土等土质疏松的地方,也一定要采取措施加强地基强度,提高建筑物的稳固性。
3.2科学选择结构材料
调查显示,钢结构的建筑物抗震性能最好,现浇钢筋混凝土结构的建筑物整体性能不错并且成本较低,预应力混凝土结构的建筑物弹性变形能力较强,它可以承受较大程度的变形。但是与之相对的是,钢结构的造价和维护费用比较昂贵,所以设计人员还是要根据具体情况斟酌设计。不可否认的是我国大部分的土木工程结构都在采用以钢筋混凝土为主的材料,所以设计人员还是要全面掌握其优缺点,提出相对较好的建筑方案。例如,如果地震持续的时间较长,这种结构的刚度就降低,塑性铰区会出现反向斜裂缝,一旦挤进碎的混凝土,钢筋框架就会出现位移,这是非常不好的后果。设计师一定要严格把关钢筋混凝土的配筋率,找到最优的配比,提高这一结构的抗震性,一旦发生地震,也会保持更长时间的稳定。
3.3抗震层设计
抗震层位于土木工程建筑的顶部,它能够最大限度地隔离地震能量,提高建筑物的安全性。在实际建筑中,抗震层顶部梁底与基础面要留出0.8m以上的空间,为的是在安装和维护时更加方便。例如,为了更好地发挥抗震层顶部楼板的作用,可以尝试地下室的建造形式,将抗震层放到地下室柱顶或墙顶,并且可以在其上部安置减震器,将地震带来的影响进行转移,从而减少地震对建筑物的损害。
3.4防震缝设计
防震缝可以将建筑物分为很多形状简单、结构刚度均匀的独立部分,有利于减轻相邻结构的部分在地震发生时相互碰撞产生严重危害。将复杂的建筑物结构进行分割可以减少建筑发生扭转的程度,提高抗震性。因此设计人员要结合具体的建造特点,在保证宽度合理的情况下设置防震缝,满足抗震支座在遇到强烈的地震时产生的位移偏转。当然有些建筑物是不需要设置的,例如,结构相对规则的小体积混凝土建筑。但是对于结构设计非常不规则的建筑物而言,防震缝的设置仍显得尤为必要。
结束语
总而言之,提高土木工程抗震质量是一项全面而又系统的工作,需要工程建设单位结合工程建设的实际情况和要求,从多个方面着手对施工方案进行优化与完善,从根本上确保工程质量满足需求。除此之外,技术部门还要针对工程建设中涉及的抗震技术进行不断创新,力求通过先进的施工技术不断提高工程的抗震性能,为土木工程结构整体质量的提升提供保障。。
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论文作者:宋士强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/12
标签:结构论文; 土木论文; 土木工程论文; 建筑物论文; 建筑论文; 结构设计论文; 抗震性论文; 《基层建设》2019年第17期论文;