土木工程结构设计中的抗震研究

王军

摘 要：土木工程设计中的抗震设计对整个工程建设都是非常关键的。因此，在进行土木工程的结构设计时，要对建筑物的抗震设计进行全面的研究和技术，在保证房屋建筑的质量的同时，对房屋的安全性能也要充分考虑，使得土木工程设计符合当地的抗震要求，从而建设出安全可靠的建筑物，保证居民和使用者的人生和财产安全，进而推动我国土木工程建设的发展。

关键词：土木工程；结构设计；抗震性能

1土木工程结构设计中影响抗震能力的因素

1.1结构高度

为了减少土木结构因为地震造成的损坏，要在土木工程结构中加强抗震设计来提高其安全性，在抗震结构设计中存在一些影响因素，首先最重要的就是土木工程结构中的高度因素，不同高度的土木工程结构需要进行不同的抗震设计，当地震发生时，层数较少的建筑会受到较小的损坏，所以在进行建筑设计时不能一味追求外观形象的独特而建造过高的建筑结构，在进行抗震设计时要关注土木工程的结构高度，根据结构内部受力情况准确计算抗震效果来进行合理科学的规划。

1.2场地选择

场地选择也是在土木工程结构设计中影响抗震能力的重要因素，地理环境的不同可能出现地震的概率也不同，受到地震破坏的程度也有所差异，所以在进行土木工程建筑设计时要进行选址，宽阔的场所能够有效提高建筑结构的抗震能力，并且能够建造一个坚实牢固的地基，良好的地基是一个土木工程结构稳定性和安全性的前提条件，只有修建良好的地基才能从根本上保证土木工程结构的抗震能力，如果在场所的选择上出现问题，就会导致建筑结构无法在地震时有所抵抗，土地的选择也需要较为坚硬且密实，在容易出现滑坡的地方和靠近山坡的地方要尽量减少建筑施工。提高在土木工程结构设计中对建筑设计的简练性，花哨的外观不会减少地震带来的损害，要将内部构建的承载力和受力情况进行准确计算来提升结构的抗震能力。

1.3材料的选择

不同的材料会使得土木工程结构中抗震设计取得不同的效果，如果建筑材料本身就具有较硬的强度，不轻易产生变形，能够在结构中避免建筑发生坍塌的情况，我国普遍的土木工程建筑都使用钢筋混凝土作为一般建筑材料，但这一材料的硬度和韧性都较低，容易产生弯曲、侧移和变形的状况，所以在进行抗震设计时一般不选择钢筋混凝土作为原料，而是选择具有较强硬度和韧性的钢结构作为抗震建筑材料。在材料的选择上要坚持科学、实用和有效的原则，确保建筑结构能够达到抗震设计中承载强度和刚度的目标要求，将内部结构进行稳定的连接，确保柱体和隔板之间具有充分的空间，提高土木工程结构建筑竖直水平上的抗震能力。

1.4竖向设计的均匀性

要进行土木工程结构的抗震设计就必须考虑到结构内部竖向设计的均匀性，关注建筑横隔层的尺寸和规模符合标准要求，将分隔层的承重均匀开来，为了减少外来压力的负面作用，提高土木工程结构本身的刚度和延性就需要将结构中的开设洞口按照标准要求尽量整齐和规则，竖向设计均匀性能够推动地震发生时将地震能力吸收进来或发散出去，可以利用钢结构来保证水平面的统一性和均匀性。

2土木工程结构抗震设计需遵循的原则

2.1 实现结构形状的简化及精确化

对于设计复杂的土木建筑工程来说，一旦地震发生，其受力情况会十分复杂，所存在的薄弱之处也就会越多，十分不利于建筑的稳定性。并且，复杂的结构在设计过程中设计者也难以对其受力情况进行准确的计算，也就难以评估结构设计的牢固性是否符合国家标准，更是难以保障建筑的抗震能力。因此在设计者进行土木工程结构设计的过程中应当尽可能地实现结构的简单化，并在此基础上对其受力情况及外力抗击情况进行精确地计算，解决其中的薄弱环节，以此来保障土木建筑工程抗震性能的提升，增加其在地震环境中的稳定性及安全性。

2.2 坚持结构设计的科学化与合理化

土木工程结构设计的科学化及合理化是保障其在地震环境中维持稳定的关键因素。因此，在进行土木建筑工程结构设计的过程中，设计者应当根据地震所产生外力的情况合理地对建筑的结构进行设计，尽可能地实现建筑物整体在地震环境中的稳定性。并且，在设计者作出设计的过程中，应当具有较强的整体观念，从土木工程结构的整体对其抗震性进行考虑，确保结构中的每一个环节都能够具有较强的抗震能力，尤其是对于结构中几个部分的连接部位等较为薄弱的部位，更是应当尽可能地保障其紧密性，避免对建筑物整体的抗震性能产生不良影响。

3土木工程結构优化抗震设计方案

3.1树立土木工程结构抗震设计理念

随着建筑行业的蓬勃发展和建筑技术的进步，在建筑设计中越来越多的人开始应用到计算机而不是传统的手工图纸设计，但是在应用计算机进行设计的同时没有关注到设计的规则性，缺乏一套关于设计的标准要求和章程，要提高建树结构抗震设计方案就要树立一个结构抗震设计意识，建立概念设计理念。随着建筑工艺的不断提高越来越多的建筑结构越来越高，要应对地震产生时的外来压力越来越复杂，在建筑设计上的计算越来越繁琐，所以要优化土木工程结构抗震设计就应该广范围地应用概念设计。概念设计有其科学合理性和实用性，仅根据计算数据和档案资料不能为抗震设计提供详细的设计方案，要满足抗震需求就需要进行概念设计来建立一个完善的整体架构，模拟出一个较为客观和真实的模型来进行抗震结构设计。

3.2设置抗震防线

要优化土木工程的结构抗震设计就要设置多个抗震防线来减少地震的冲击力和破坏力，能够有效提高建筑整体的稳定性和抗震性。当地震发生时，具有较好的延展性的部件会发挥较大的抗震作用，所以第一道抗震防线一定要以良好延性和高质量的部件为基础，最大程度上化解地震波对土木工程结构的冲击力。抗震设计要遵循多层级性和完善性的原则，当设置地震防线时要确保每一个构件都发挥到自身的效能来保护建筑建构的完整，对各个连接点进行着重保护，例如将同一水平的柱两端进行延长设计，有效分散柱端和梁端的塑性来提高结构的抗震能力和实用性。除此以外还要充分优化升级结构的刚度与强度，较强的刚度和强度结构能够有效吸收地震能力波。

3.3加强隔震以及消能减震设计

土木工程结构内部结构的连接点需要使用隔震材料来减缓地震发生时的冲击波，当地震发生时冲击波带来的能力不断从结构底部传达到顶部，一旦传递的能力超过结构的负荷能力结构就会崩溃，如果在连接点上使用隔震材料作为隔震装置，减缓地震带来的冲击波能量如果地震登记超过七级就会对土木工程结构产生破坏性影响。高层建筑由于自身的高度不能够设置隔震装置，不会起到明显效果，所以隔震和效能减震适合于地层建筑结构，利用橡胶垫和隔震材料来增强摩擦和粘性，较好延性的建筑材料可以作为抗震和效能减震的构建，例如某些桥梁上使用了新型耗能减震装置，利用隔震支座来起到对建筑物的支撑作用和恢复能力，将地震带来的能量吸收掉部分。施工单位需要对地震可能产生时的走向进行分析，在进行建造时尽量让土木工程结构与地震走向呈现垂直的方向。

3.4选择合适的建造场地

场地的选择时影响土木工程抗震能力的重要因素，所以要对土木工程进行抗震设计时就要考虑到施工场地的实际情况，实际考察场地的地基情况并作调研，如果土木工程的地基不够平稳会带来较大的安全隐患。除了地基的稳定性之外还要保证施工场所较为平坦和开阔，一旦在地震中发生断层和滑坡情况，开阔平坦的场地会减少损失，地基保持在一个较为稳定安全的状态，从而提高了土木工程结构设计中的抗震能力。

结束语

总之，结合近几年我国的地震发生情况可知，这一自然灾害的发生频率较高且由于房屋的抗震性差已经造成较为严重的后果，在此基础上土木工程建筑的抗震性逐渐成为了人们普遍关注的一个重要问题。因此，在土木工程结构设计者对建筑结构进行设计的过程中应当以整体性原则为出发点，结合建筑的具体情况尽可能地提升其抗震性能，以提高人类所居住及使用建筑的安全及稳定性，减少由地震带来的人员伤亡及经济损失。

参考文献

[1] 刘青青.分析土木工程结构设计中的抗震研究 [J].工程技术：全文篇，2016（12）：00165-00165.

[2] 安娟.浅谈土木结构设计中的抗震研究分析 [J].工程技术：文摘版，2016（9）：00035-00035.

（作者单位：武汉人和环艺建筑设计院有限公司）