探討土木工程結構設計抗震的研究

鄒 拓

山東建筑大學

探討土木工程結構設計抗震的研究

鄒 拓

山東建筑大學

隨著建筑行業的飛速發展，土木工程在建筑行業中發揮著越來越重要的作用。而為了提升建筑的實用性與使用壽命，在土木結構中融入抗震概念將是建筑行業未來發展的必然趨勢。建筑中融入抗震性能夠提升建筑整體的穩定性能，還能夠提升建筑的安全性，減少安全隱患。建筑部門應該通過自身的努力推動建筑抗震結構的設計，還應該不斷地學習國外的先進技術與先進知識，結合實際情況設計建筑抗震結構，從多個方面考慮問題，這樣才能夠設計出較好的抗震建筑結構。

土木工程；結構設計；抗震

地震作為一種自然現象，當它達到一定強度，就會造成災害，具有突發性強、破壞力度大等特點。同時盡管科學技術得到了快速的發展，卻仍然無法準確預測地震的到來，隨著社會的不斷進步，用地面積不斷增加，建筑結構設計也在變化，土木工程朝著高層發展，那么為了預防地震帶來的破壞，必須做好土木工程的抗震設計工作。

1 土木工程抗震設計必要性分析

據相關資料顯示，近些年來我國的地震情況屢屢發生，小則房屋破損，大則家園毀滅。而土木工程作為人類生產生活必不可少的一項需要，受到地震的影響較大，一旦土木工程本身抗震設計不符合要求，那么在地震來襲時就會引發土木工程全面崩潰的現象，不僅影響著土木工程的正常使用，造成重大損失，更重要的是有可能威脅著人類的安全問題。所以在設計的過程中，無論設計的土木工程處于何種形態，用何種材料施工而成以及何種結構形式，都需要重視土木工程的抗震設計，并將抗震設計理念貫穿于整個設計過程。

2 土木工程中抗震結構設計的主要原則

2.1 結構的形狀應該簡單

在設計土木工程的抗震性結構時，首先應該保證土木工程整體結構簡單明了，并且能夠通過簡單的計算就可以快速的得出整體結構的受力情況，從而使得土木工程的抗震設計更加的精確。簡單的土木工程結構還能夠將少地震對于建筑物的損壞，并把提升土木工程薄弱環節的堅固性，從而提升土木工程的整體穩定性，提升建筑物的抗震性能。

2.2 整體的設計要科學、合理

為了更好地提升土木工程的抗震性，首先應該設計出合理的土木工程結構。在進行設計時應該嚴格的按照建筑物的實際情況進行規劃建筑物的結構，要降低出現因結構設計不科學性而導致建筑物整體受到損壞的情況。設計土木工程結構還應該全面的考慮問題，并保證結構中的每一個連接件之間具備良好的穩定性與可靠性。

2.3 降低地震對建筑的影響

為了有效降低地震對建筑產生的影響，很多工程會在建筑基礎與主體之間加設一個隔離地震層，以達到抗震效果。為了進一步加強其抗震效果，還可以在建筑物的頂端加設一個“反擺”，使建筑物在地震震動的情況下，在建筑物移動的水平方向上承受相反作用力，從而抵消地震作用，降低地震作用效果，在一定程度上減少了建筑物的內部損壞。

3 土木工程結構設計中的抗震設計

3.1 抗震設計方法

(1)在設計抗震結構時，建議選擇在質量與剛度上均沿高度進行均勻分布的結構，或近似于單質點體系的結構，其高度通常不超過40m，從而實現底部剪力法的結構簡化，提高抗震效果。

(2)特別不規則的建筑、甲類建筑和限制高度范圍的高層建筑，應采用時程分析法進行多遇地震下的補充計算(見圖1)，可取多條時程曲線計算結果的平均值與振型分解反應譜法計算結果的較大值。

圖1 抗震設計

(3)若建筑物所處區域為軟土層，應先對建筑基層結構進行加固處理，增強地基層建筑物的牢固性，以鞏固地面建筑的抗震能力。例如，設計人員需事先進行地質勘察，掌握軟土地基構造后易控制建筑根基的牢固性。

3.2 對建筑結構進行慎重選擇

第一，要對土木工程結構的載重范圍引起關注。要想保證建筑的穩定和安全性能，在進行抗震設計的時候，要注意建筑材料是不是發生了變形，這對建筑結構的穩定性能具有非常大的影響。第二，要注重建筑結構平面的設置。在進行土木建筑抗震設計的時候，一定要做好平面和立面的布置，從而才能確保建筑的準確度，與此同時要嚴格按照規定要求進行數據管理，才能確保數據的精確度得到提高。第三，確保材料的強度和硬度，對于土木工程而言，材料的強度和硬度會對抗震能力造成嚴重影響，如果材料強度不足夠，建筑結構就容易發生變形，從而促使土木工程的抗震能力有所降低。因此一定要對土木對土木工程進行合理的設計。

3.3 科學合理的布局，減少地震能量

通過削弱地震能量的方式，能夠有效降低地震災害所帶來的破壞。為了達到減弱地震能量的目的，在建設土木工程結構時，需要將地震可能導致的建筑物位置移動作為重要控制因素，在設計結構時對該因素進行預測和定量分析，從而在結構上發揮弱化地震震動的效果。同時，在地震發生的過程中，為了控制建筑物所可能遭受的破壞與變形，還需要定量分析以合理設計建筑下層位置移動的延性比，該方法尤其適用于地質硬度較大情況下的土木工程建設。

3.4 做好抗震計算工作

所謂的抗震計算是指土木工程抗震設計過程中，構建計算模型，并在模型的基礎上，考慮上下結構的受力性質體系，并做好荷載計算、抗力計算等工作。除此之外，要充分考慮工程結構間的差異。在實際的抗震計算過程中，一般均以工程建筑兩個主軸方向對水平地震作用進行計算，而水平抗震作用通常是由各個方面的抗側力構件共同承擔的，倘若工程建筑采用的是斜交抗側力構件的結構或不對稱、不清晰的不規則結構，應分別計算各抗側力構件方向的水平地震作用。

結束語：

綜上所述，土木工程結構設計中抗震性能對建筑物的質量、使用壽命有著直接的影響，所以設計人員應該對傳統的觀念進行改變，既要加強專業知識的培訓和教育，也要重視設計的價值，將抗震設計放在首要的位置。此外，還要注重場地的選擇，結構體系的構件等，從而才能確保土木工程的施工質量，從而促進國家的可持續發展。

[1]趙日爽.探討土木工程結構設計中的抗震研究[J].建筑知識，2016，03：55.

[2]李祥娟.探究土木工程結構設計中的抗震[J].民營科技，2016，10：177.

[3]梁棟.土木工程結構設計中的抗震設計要點[J].建材與裝飾，2016.