探讨土木工程结构设计抗震的研究

2016-03-22邹拓

环球市场 2016年34期

关键词：抗震结构设计建筑物

邹拓

山东建筑大学

探讨土木工程结构设计抗震的研究

邹拓

山东建筑大学

随着建筑行业的飞速发展，土木工程在建筑行业中发挥着越来越重要的作用。而为了提升建筑的实用性与使用寿命，在土木结构中融入抗震概念将是建筑行业未来发展的必然趋势。建筑中融入抗震性能够提升建筑整体的稳定性能，还能够提升建筑的安全性，减少安全隐患。建筑部门应该通过自身的努力推动建筑抗震结构的设计，还应该不断地学习国外的先进技术与先进知识，结合实际情况设计建筑抗震结构，从多个方面考虑问题，这样才能够设计出较好的抗震建筑结构。

土木工程；结构设计；抗震

地震作为一种自然现象，当它达到一定强度，就会造成灾害，具有突发性强、破坏力度大等特点。同时尽管科学技术得到了快速的发展，却仍然无法准确预测地震的到来，随着社会的不断进步，用地面积不断增加，建筑结构设计也在变化，土木工程朝着高层发展，那么为了预防地震带来的破坏，必须做好土木工程的抗震设计工作。

1 土木工程抗震设计必要性分析

据相关资料显示，近些年来我国的地震情况屡屡发生，小则房屋破损，大则家园毁灭。而土木工程作为人类生产生活必不可少的一项需要，受到地震的影响较大，一旦土木工程本身抗震设计不符合要求，那么在地震来袭时就会引发土木工程全面崩溃的现象，不仅影响着土木工程的正常使用，造成重大损失，更重要的是有可能威胁着人类的安全问题。所以在设计的过程中，无论设计的土木工程处于何种形态，用何种材料施工而成以及何种结构形式，都需要重视土木工程的抗震设计，并将抗震设计理念贯穿于整个设计过程。

2 土木工程中抗震结构设计的主要原则

2.1 结构的形状应该简单

在设计土木工程的抗震性结构时，首先应该保证土木工程整体结构简单明了，并且能够通过简单的计算就可以快速的得出整体结构的受力情况，从而使得土木工程的抗震设计更加的精确。简单的土木工程结构还能够将少地震对于建筑物的损坏，并把提升土木工程薄弱环节的坚固性，从而提升土木工程的整体稳定性，提升建筑物的抗震性能。

2.2 整体的设计要科学、合理

为了更好地提升土木工程的抗震性，首先应该设计出合理的土木工程结构。在进行设计时应该严格的按照建筑物的实际情况进行规划建筑物的结构，要降低出现因结构设计不科学性而导致建筑物整体受到损坏的情况。设计土木工程结构还应该全面的考虑问题，并保证结构中的每一个连接件之间具备良好的稳定性与可靠性。

2.3 降低地震对建筑的影响

为了有效降低地震对建筑产生的影响，很多工程会在建筑基础与主体之间加设一个隔离地震层，以达到抗震效果。为了进一步加强其抗震效果，还可以在建筑物的顶端加设一个“反摆”，使建筑物在地震震动的情况下，在建筑物移动的水平方向上承受相反作用力，从而抵消地震作用，降低地震作用效果，在一定程度上减少了建筑物的内部损坏。

3 土木工程结构设计中的抗震设计

3.1 抗震设计方法

(1)在设计抗震结构时，建议选择在质量与刚度上均沿高度进行均匀分布的结构，或近似于单质点体系的结构，其高度通常不超过40m，从而实现底部剪力法的结构简化，提高抗震效果。

(2)特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算(见图1)，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

图1 抗震设计

(3)若建筑物所处区域为软土层，应先对建筑基层结构进行加固处理，增强地基层建筑物的牢固性，以巩固地面建筑的抗震能力。例如，设计人员需事先进行地质勘察，掌握软土地基构造后易控制建筑根基的牢固性。

3.2 对建筑结构进行慎重选择

第一，要对土木工程结构的载重范围引起关注。要想保证建筑的稳定和安全性能，在进行抗震设计的时候，要注意建筑材料是不是发生了变形，这对建筑结构的稳定性能具有非常大的影响。第二，要注重建筑结构平面的设置。在进行土木建筑抗震设计的时候，一定要做好平面和立面的布置，从而才能确保建筑的准确度，与此同时要严格按照规定要求进行数据管理，才能确保数据的精确度得到提高。第三，确保材料的强度和硬度，对于土木工程而言，材料的强度和硬度会对抗震能力造成严重影响，如果材料强度不足够，建筑结构就容易发生变形，从而促使土木工程的抗震能力有所降低。因此一定要对土木对土木工程进行合理的设计。

3.3 科学合理的布局，减少地震能量

通过削弱地震能量的方式，能够有效降低地震灾害所带来的破坏。为了达到减弱地震能量的目的，在建设土木工程结构时，需要将地震可能导致的建筑物位置移动作为重要控制因素，在设计结构时对该因素进行预测和定量分析，从而在结构上发挥弱化地震震动的效果。同时，在地震发生的过程中，为了控制建筑物所可能遭受的破坏与变形，还需要定量分析以合理设计建筑下层位置移动的延性比，该方法尤其适用于地质硬度较大情况下的土木工程建设。

3.4 做好抗震计算工作

所谓的抗震计算是指土木工程抗震设计过程中，构建计算模型，并在模型的基础上，考虑上下结构的受力性质体系，并做好荷载计算、抗力计算等工作。除此之外，要充分考虑工程结构间的差异。在实际的抗震计算过程中，一般均以工程建筑两个主轴方向对水平地震作用进行计算，而水平抗震作用通常是由各个方面的抗侧力构件共同承担的，倘若工程建筑采用的是斜交抗侧力构件的结构或不对称、不清晰的不规则结构，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。