探讨土木工程结构设计中的抗震研究

刘永福

摘 要 建筑抗震设计是一个较为复杂的过程，设计因素较多，需要从各个方面进行综合性研判，才能获取最佳的设计效果。本文对土木工程结构设计中的抗震进行了分析探讨。

关键词 土木工程；结构设计；抗震

1 土木工程结构设计中抗震性的重要意义

地震的现象是时有发生的，大部分的地震可能会有轻微的震感，而少数的地震则会对人们财产、心灵以及身体造成严重的伤害，影响人们正常的生活。在发生大地震的时候，往往都是因为所修建的房屋和建筑的不结实造成的倒塌给人们带来痛苦。因此可以看出，土木工程结构设计中的抗震性是多么的重要。在把土木工程结构设计中的抗震性提高的情况之下，在发生地震时给人们带来的伤害以及损失就会降低，会为人们的幸福生活带来后续性的保障[1]。

2 土木工程结构设计中抗震的影响因素

2.1 建筑抗震场地

在进行土木工程设计的时候，建筑抗震场地是影响抗震能力的重要因素，也是进行抗震设计的关键。同时因为地震破坏程度不同，在发生地震的时候，地表就会发生变化，如果建筑场地的土层比较柔软，土质比较疏松，就会促使建筑结构受到严重影响，从而导致非常严重的损失和后果的发生。

2.2 建筑结构体系

要想确保建筑物的安全，一定要选择适合的建筑结构体系，这两者有着密切的关系。首先在进行抗震设计的时候，对正确处理好整体与局部之间的关系，建筑结构具有一定的余度，不可以因为个体建筑对整个建筑造成影响，倘若建筑物的局部遭受到破坏，就要确保结构的抗震性能不受影响[2]。

3 土木工程结构设计中的抗震措施

3.1 科学合理的布局，减少地震能量

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。

3.2 对建筑结构进行慎重选择

第一， 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。第二，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。因此一定要对土木工程进行合理的设计。

3.3 设计多道防线

因为当地震发生时，结构好自然能够对地震产生较好的抗震效果，但是并不是说效果好就不会造成伤害，而是尽可能地避免伤害的发生。所以当设计的第一道防线抵挡不了损毁的时候第二道防线就应该上场，发挥它的作用，因此对于多道防线的设计很有必要，将发生时所要造成的破坏降到最低。

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。

3.5 抗震设计理念

只有良好的土木工程抗震设计理念，才能设计出科学合理的方案，才能在结构的计算与分析中思路清晰，对计算结果的正确与否能进行判断，并合理地进行相关构件的构造设计。不仅如此，良好的设计理念也会给工程的施工带来便利，故而，优化抗震设计理念是提高抗震设计水平的重要措施，这就要求设计人员在抗震设计中要提升综合专业知识的运用能力与工程的实践能力，全面培养创新抗震设计理念，切实提高抗震设计水平。

3.6 地下结构抗震

地下结构易受地基失效的影响，所以应尽量避免地震诱发的土体失稳引起的大变形。因为在抗震设计中，用结构约束土体变形目前无法实现，所以应尽量避免发生，并采取措施把震害控制在一定范圍内，以便修复。地下结构的抗震分析设计一般是在假定土体不丧失完整性的前提下来考虑其震动效应。由日本大森房吉教授提出的地震系数法是目前地下结构抗震分析设计的通用方法。此方法适用于研究上部结构的基础，以及结构自身的重量相对较大的地下结构。而场地条件复杂时，应采用数值方法计算均匀弹性介质中简谐波引起的自由场变形，即自由场变形法。这一方法简单有效，但忽略了地下结构与周围地基的相互作用效应，当结构和地基刚度相差较大时不能得到准确结果。土-结构相互作用的拟静力法能解决此问题，但计算较为复杂[3]。

4 抗震结构设计注意事项

在针对高层建筑不同结构进行抗震性能强化过程中，要尽量使结构的刚度和质量均匀分布，使得建筑不论是平面还是各立面上都呈现出规律的感觉。因此在建筑物的抗震设计时，一定要注意建筑自身结构排列衔接的均衡性，同时合理分配各项资源，尽量减少各类力源对高层建筑抗震和安全性能的侵蚀。须知在地震灾害侵袭过程中，不单单会引发大规模的建筑架构塌陷和地质破坏现象，同时还会引发强烈的空气冲击，以及结构荷载等不良效应，这部分消极因素交互式作用之后，高层建筑整体结构自然饱受摧残。所以说，在针对相关建筑设施进行抗震架构规范设计过程中，必须要将地震灾害引发的其余问题全面考虑进去，经过多方创新技术要素和实践经验贯穿融入过后，使得该类建筑物抗震主体结构强度能够顺利达标，其核心动机指标便是在削弱地震灾害携带的破坏威力基础上，令建筑物主体架构一直处于一类安全性较高的空间环境之中[4]。

5 结束语

综上所述，土木工程结构设计中抗震性能对建筑物的质量、使用寿命有着直接的影响，所以设计人员应该对传统的观念进行改变，既要加强专业知识的培训和教育，也要重视设计的价值，将抗震设计放在首要的位置。此外，还要注重场地的选择，结构体系的构件等，从而才能确保土木工程的施工质量，从而促进国家的可持续发展。

参考文献

[1] 谢朝阳.土木工程结构中的抗震技术发展[J].中国新技术新产品，2014，（08）：48-49.

[2] 王峥峰.探讨土木工程结构中的抗震技术发展[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2014，（10）：124.

[3] 张建辉.试析土木工程结构设计中的安全性与经济性[J].四川水泥，2014，（11）：242.

[4] 王丽明，李惠.探讨土木工程結构设计中的抗震研究[J].中国建材科技，2014，（S1）：206.