土木工程结构设计中对抗震问题的分析

孙一丁

（吉林大学建设工程学院，吉林长春130021）

近年来，我国地震的发生频率较高。当地震发生时，对建筑造成了很严重的损害，人民群众在地震中遭受很严重的生命财产损失。因此，在对土木工程进行结构设计时，设计人员要树立先进的抗震设计理念，充分关注工程建筑的抗震性，根据相关资料确定建筑抗震等级，提高建筑抗震设计水平，保证建筑结构的安全性。土木工程设计过程中，影响抗震设计的因素较多，工程技术人员要充分把握抗震设计的原则，完善构造措施，提高抗震设计的合理性。

1 影响土木工程抗震性的基本因素

影响土木工程抗震性能的因素较多。首先是土木工程的地基。地基影响着建筑设计整体的稳定性，决定着最终的工程建造质量，如果地基建造不达标，那么，将会影响整个工程的抗震性能。例如：施工选址为软土基地，会造成区域下沉现象，进而破坏工程的结构体系，影响建筑的稳定性。因此，施工前，建筑工程师需要对施工地基进行实地勘察，深入了解施工场地的自然环境和地质条件，提高地基建设的稳定性与合理性。其次，结构体系设计是影响土木工程抗震性能的另一重要因素，在进行土木工程抗震设计过程中，所选取的结构体系不同，土木工程所表现出的抗震性则不同。

现阶段，土木工程结构体系的设计主要以钢筋混凝土结构为主。采用此种结构设计，有明显的缺点，那就是在外力的作用下，土木工程结构容易出现弯曲侧移动问题，严重的将会影响土木工程的抗震性能。此外，影响土木工程抗震性的还有高度因素。高度影响着土木工程结构的最终抗震性，随着建筑物高度的增加，其自身的稳定性越弱，在地震时越容易受到冲击力的影响，同时，当地震发生时，土木结构会被改变，地震环境下建筑高度超出安全规定范围，容易出现坍塌危险。在工程建设时，要充分把握钢筋混凝土的施工高度，将建筑高度控制在安全范围内，保证人民群众的生命财产安全。我国土木工程建设的抗震性能较差，在设计过程中，对各种抗震参数指标没有严格规定，梁柱的承载力达不到抗震标准，当地震来临时，给人民群众造成了巨大的危害。

2 土木工程结构设计中的抗震设计原则

地震是一种随机振动，具有很强的不确定性和复杂性，目前的技术条件有限，无法有效地预测土木工程所遭遇地震的特性和相关参数，因此，设计工程师要充分把握土木工程的整体结构，提高设计结构的减震作用。在抗震设计过程中，首先，要遵循简便化原则。对于土木工程项目而言，如果项目设计过于复杂，会降低建筑本身的稳定性，并且会给建筑牢固性评估带来困难，不利于使用力学推算建造工程的平衡性，对建筑整体结构的抗震性难以把握，在很大程度上会降低建筑的抗震性设计效果。相反，结构设计越简单，越容易把握设计细节，对建筑中力的传递计算也更准确些，能够优化建筑抗震性设计。因此，设计者在设计工程项目时，要避免过于复杂的建筑设计，简化建筑体系结构，对建筑自身的抗震性要有一个整体把握。

其次，要注意设计的整体性。设计工作者不要局限于部分区域，应立足于建筑的整体结构，对土木工程项目进行规划设计。在设计过程中，要注意整体与部分之间的协调与统一，使建筑设计达到良好的抗震效果。此外，在设计过程中，还要遵循建筑设计的抵抗性，要提升建筑自身的抵抗性，充分考虑建筑设计的力学特点，把握建筑结构的平行性，提高建筑设计的抵抗作用。

3 优化土木工程结构抗震设计的有效措施

3.1 提高施工选址的有效性

建筑工程师要充分了解抗震规则，在土木工程设计中，融入先进的抗震设计理念，将结构功能与外部条件有效结合在一起，提高建筑的抗震性。优化土木工程结构抗震设计，要提高施工选址的有效性，相关工作人员应结合工程项目的实际需求，深入把握工程项目所处位置的地震情况，对建筑场所进行综合性评价，尽可能避开液化土和软化土，选择密质均匀的硬土作为工程场所，保证土木工程在地震的作用下依然能保持平稳。同一建筑结构单元尽可能修建在相同地基上，当发现土木工程地基存在液化土和软弱粘性土层时，要兼顾建筑基础的整体性，加强工程基础的刚度，避免地震作用下土木工程遭到严重的破坏。

3.2 优化材料选取，改进设计方法

施工材料的选取直接影响着土木工程最终的建造质量。首先，施工建造前，施工方应聘请有关的专家学者，到施工现场进行实地勘探，确定土木工程项目的抗震系数，施工方以抗震系数为指导，进行建筑材料的选取采购。不同的施工材料其抗震性是不同的，在选材过程中，需要采购一些特殊的防震材料，提高建造工程的防震效果。例如：采购隔震材料，对工程项目进行隔震处理，避免地震对建筑产生过大损害。其次，要改进设计方法。在以往的土木工程防震设计中，建造者会在土木工程的基底部铺设沙子和粘土，以此起到抗震效果，为了提高土木工程结构的抗震性能，可以改进抗震方法，在土木工程地基底部铺设沥青，提高减震效果。

3.3 优化平面抗震设计，完善抗震设计方案

为了提高建筑物的抗震效果，要结合实际情况，优化设计方案，加强工程建筑结构中薄弱环节的抗震处理。首先，在进行建筑地基设计时，要结合建筑物的抗震设防类别和地质情况完善设计方案，提高地基的承载能力，使建筑具备良好的抗震性能。其次，设计人员要充分把握结构设计的外部形态和刚性，从整体上提升土木工程的抗震能力，减少地震带来的损失。均匀对称是抗震设计的核心，如果工程建筑墙体和钢构件不对称，在建筑物遭受地震时，工程项目的局部墙体容易遭到破坏，建筑物容易变形。因此，在抗震设计过程中，应强化建筑的平面设计，提高抗震效果。以单元式为例，利用垂直交通方法使各个空间有机地融合在一起，使竖向交通尽可能处在同一平面内，提高结构设计的刚度和抗扭转能力，当竖向中心处于平面之外时，要防止转角效应，尽可能减少转角处的窗门设计。

3.4 加强抗震防线的设置，满足建筑的抗震需求

地震具有一定的持续时间，地震中的往复作用会严重破坏建筑物的结构，使建筑物丧失原有的承重能力。土木工程结构设计过程中，有效地处理单元承载能力的关系，加强抗震防线的设置，能够有效增加建筑结构的抗震能力，保证在地震情况下，建筑物各部分仍能发挥相应的承压作用，满足建筑物的抗震需求，减少地震带来的损失。抗震墙能够提高框架结构的耗能作用，因此，在进行抗震设计时，可以设置抗震墙。作为第一道抗震防线，同时，考虑到横向多跨结构要比单跨结构的抗震性更强，在设置抗震防线时，要尽可能采用多跨结构体系，使建筑本身具有更强的抗震能力，避免因部分结构的破坏，造成整体建筑丧失承载能力。

综上所述，近年来，地球的板块运动相对活跃，地震等自然灾害严重威胁着人民群众的生命财产安全，当地震来临时，建筑物的抗震性能够有效地对抗地震，保护人民群众的安全，因此，相关人员要重视土木工程结构设计的抗震性，通过优化建筑材料选取、完善抗震设计方案等方法，提高土木工程结构设计中的抗震性，推动我国建筑事业的快速发展。