谈土木工程结构设计中的抗震研究

侯军

摘 要：地震通常会对周围环境带来严重的灾难性破坏和威胁到居民的人身安全，要对土木工程结构进行抗震设计来减缓地震发生时对建筑的破坏作用，本文通过阐述抗震结构设计原则，深入探讨了土木工程结构优化抗震设计方案，使建筑结构设计达到理想方案，获得良好的抗震性能。

关键词：土木工程；结构设计；抗震设计

1 前言

现行社会中土木工程结构设计多种多样，但是必须遵循国家和当地部门的规定，本文主要讲述土木工程结构设计中的抗震问题。众所周知，地震是我们所不可避免的事情，地震的危害性我们无法想象，随着社会经济的不断进步和发展，土木工程结构设计不断围绕抗震设计降低地震对人民的危害性。在进行土木工程

抗震设计时不免要求设计人员清楚的了解土木工程结构设计抗震的线管理论，来进一步提高土木工程结构设计的抗震性能。

2 土木工程结构的抗震设计原则

2.1 结构的平面形状力求简单

在土木工程开工前期，设计人员在设计土木工程抗震结构方案的时候，应对建筑的结构性进行合理的设计，应当保证建筑的整体结构布置简单、对称和规则，因为这样能够使建筑的整体抗震能力大大提升，再结合相关的抗震技术进行施工，以此来减轻地震对建筑的破坏程度，保护人民的人身权及财产权。

2.2 加强建筑的稳定性

当今世界的土木工程结构设计发展迅速，人机交互程度越来越高，但是在采用计算机设计计算的过程中，不免会出现各种问题，这就需要设计工作人员进及时发现问题并且进行纠正，让建筑屹立几十年不成问题，尽管如此，工作人员依然要重视建筑的稳定性。加强建筑的稳定性，也会加强建筑的抗震性能。

2.3 降低地震对建筑的影响

随着科技的快速发展，人民对地震的了解也是在不断加深和提高。许多科学家也对地震进行了研究，制定了很多能够有效提升建筑抗震能力的方案，其中较为广泛应用的，就是在建筑基础与建筑主体之间添加一个隔离地震层，以及在建筑顶部加一个反摆，从而抵消地震的效应，降低地震震害，在一定程度上减少了建筑物的内部损坏。

3 土木工程结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斷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。

3.5 优化土木工程结构

在对土木工程结构进行设计时，要提高抗震能力需要对结构进行优化，将各个因素充分考虑设计在内，包括抗侧力的体型、荷载能力、建筑场地和外形等，这些因素在设计时感觉较为简易，但是在实际情况中容易因为建筑人员的失误没有达到既定标准要求，建筑设计的外形为了追求美观，建筑人员很难将施工方案简单化，对于出现的问题一般进行控制和管理而不是彻底解决。我国缺乏对建筑结构设计的详细规定和相关规章制度，缺乏建筑经验的设计者就无法满足土木工程结构的设计要求，进行的设计偏离建筑结构的实际情况，或者将较为科学合理的设计进行了更改，对于建筑结构设计具有负面影响。

在土木工程结构的设计中，最重要的就是要优化结构抗侧力的体形，韧性较好的结构设计方案能够防止结构在压力下出现变形和缝隙，保证围护结构的安全稳定性，土木工程结构要提高减弱地震能力的冲击就要使用越多的塑性铰，确保一定数目的超静定，抗侧力体系要构成一个双向的，促使柱端和梁、墙在水平上保持一个方向，当地震对结构造成破坏作用时围护结构底部产生塑性屈服来减缓对结构的损害，坚持墙强梁弱的原则来提高墙段的承载能力和抗震性能，避免剪力破坏结构稳定性。所以要从建筑结构的整体性出发，对杆件的轴力进行科学合理的设计，为了提高整个结构的延展性需要提高构件弯曲耗能效果。

3.6 使用防震材料

在土木工程结构的地基建设时应用隔震材料，减缓地震冲击波带来的损害，传统中应用的防震材料是粘土和砂子，随着抗震技术的不断发展，新型的防震材料为沥青，将其铺设在建筑地基底部能够取得更好的减震效果，对土木工程结构的围护结构使用较轻的建筑材料来提高建筑整体的抗震能力。

4 结束语

综上所述，土木工程结构设计中的抗震研究关系着我们的人身及财产安全，工程建筑在设计中其抗震性能是必不可少的，尤其需要注意的是设计人员在设计方案和选择材料的时候，一定要慎重，工程建筑不是儿戏，我们都知道其重要性。所以，土木工程抗震设计是工程建筑不可或缺的一部分，在进行建筑施工时一定要注意抗震性能。

参考文献：

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