土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震研究

（中國建筑西南設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 610000）

【摘要】：隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，要求土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計要與建筑的抗震性進行結(jié)合，要確保土木工程設(shè)計結(jié)構(gòu)的安全性，必須遵照相關(guān)的設(shè)計準則，進行科學嚴密的創(chuàng)新設(shè)計，盡可能的提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，穩(wěn)固建筑結(jié)構(gòu)不受損害，同時保證人民群眾的生命財產(chǎn)安全。因此要重視土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震問題。本文就土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震問題進行了深入的研究。

【關(guān)鍵詞】：土木工程；建筑結(jié)構(gòu)；抗震分析

1.影響土木工程中的結(jié)構(gòu)抗震的幾個因素

1.1土木工程建設(shè)的場地選擇

施工場地的選擇是影響土木工程抗震性最直接的影響因素，也就是說，想要提升建筑物的抗震性，首先就需要選擇一個良好的施工場地。在場地的選擇上需要注意以下幾點：一是場地中的地基狀況。地基一定要保持一個平穩(wěn)的狀態(tài)，才能在發(fā)生地震時，避免由于地基不穩(wěn)而導致的工程結(jié)構(gòu)在地震中遭到破壞的現(xiàn)象。二是地勢要平坦開闊。只有選擇這樣的地形，才能有效避免滑坡、斷層等地質(zhì)破壞現(xiàn)象，能夠很好地確保地基的穩(wěn)固性，從而達到提高抗震性能的作用。

1.2土木工程中所選擇的材料以及其設(shè)計的機構(gòu)體系

在進行土木工程的材料選擇的時候需要選擇硬度相對于較強的，不易發(fā)生彎曲的，這樣可以有效的避免地震來臨的時候建筑坍塌和變形。而目前來看我國在進行土木工程的過程中，多數(shù)情況下所選擇的材料多為鋼筋混凝土，而這一材料本身容易變形、彎曲以及發(fā)生側(cè)移，所以在進行工程抗震材料選擇的時候盡可能的避開這一材料，從而選擇鋼結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土等不易發(fā)生變形的材料。

1.3土工工程的結(jié)構(gòu)高度

無論是哪種形態(tài)的建筑，其高度都是整個建筑中十分重要的一個環(huán)節(jié)，很多時候不能夠為了追求建筑設(shè)施的獨特性而無止境的升高建筑，在地震來臨的時候高度越小的建筑其受到的破壞也相對于小，過高的建筑在發(fā)生地震的時候容易出現(xiàn)變形等多種問題，所以在進行抗震設(shè)計的時候需要確定建筑應該需要的高度，避免建筑過高。

1.4土木工程中的結(jié)構(gòu)自身的抗震程度

目前來看我國對于土木工程的在建筑結(jié)構(gòu)上的抗震程度要求不是很高，其主要的要求就是：小震不壞、中震可修、大震不倒，所以在進行工程的設(shè)計中必須要做好以上幾點。

2.土木工程建筑的主要抗震措施

2.1在建筑物的結(jié)點處設(shè)置隔震裝置

在土木工程關(guān)鍵的結(jié)點處設(shè)置特殊的隔震材料，降低地震來臨時的危害。地震在發(fā)生的時候，能量是呈不斷上升趨勢的，會從建筑的底部傳遞到建筑的頂部。而在建筑物的結(jié)點上，設(shè)置隔震裝置，對極大的影響地震能量的傳遞效率，但是這種隔震裝置不適合高層建筑使用，因為高層建筑使用這種裝置會加強樓層的自震周期，起到的效果不大，所以這種在建筑的結(jié)點處設(shè)置的隔震措施只適合一些樓層數(shù)少或者高度比較低的建筑。這種隔震措施在組成上也比較簡單，橡膠墊與混合隔震措施是比較常見的材料，隔震方法主要有摩擦隔震、粘性隔震、設(shè)置隔震支座等等，其中隔震支座能夠穩(wěn)定的支撐建筑物，并且具有一定的自我恢復力，在地震能量吸收上起到的作用比較大。

2.2進行合理有效的整體設(shè)計及和規(guī)劃

在對結(jié)構(gòu)減震的實踐中，在7級的地震中檢測表明其土木工程結(jié)構(gòu)所承受的地震作用大致相當與5.5級的地震烈度對建筑產(chǎn)生的破壞性影響，其結(jié)構(gòu)在遭遇地震的時候工作范圍仍然在彈性范圍內(nèi)，降低了結(jié)構(gòu)在地震中產(chǎn)生的加速度、位移、速度等不良反應，從而減輕或者消除了結(jié)構(gòu)部件的損壞，對土木工程起到了很好的保護效果。設(shè)計消能減震、隔震需要重點注意以下幾方面內(nèi)容；其一，選取地基及建筑場地期間，應確保地基的密實特性，確保地基的穩(wěn)定性，也就是最大程度降低地震對建筑的作用；其二，因為建筑結(jié)構(gòu)的差異，隔震系數(shù)的標準也各不相同，因此，設(shè)計期間，需要結(jié)合項目的真實情況，選擇科學的隔震支座，不可以忽略風力的負荷作用；其三，選擇隔震、抗震的構(gòu)件期間，應重點對建材原料的延性進行考量，從而縮減地震對建筑的損壞程度。

2.3對抗側(cè)力的體形進行優(yōu)化

假如進行土木項目施工期間，選取剛性的結(jié)構(gòu)預案，則可以降低地震作用對建筑主體結(jié)構(gòu)的損壞，并不會出現(xiàn)較大的形變，能夠高效確保圍護墻及保護隔墻。當建筑結(jié)構(gòu)中的超靜定數(shù)量越多，則塑性鉸越多，相應可以減弱地震的危害。針對結(jié)構(gòu)來講，強度越高，穩(wěn)定程度越好。相關(guān)工作人員應對建筑結(jié)構(gòu)的屈服性實施優(yōu)化，當結(jié)構(gòu)受到損壞時，不可以依據(jù)樓層設(shè)定屈服機制，而需要遵照整體屈服機制進行。設(shè)計結(jié)構(gòu)期間，需要重點關(guān)注以下幾方面原則：其一，強柱弱梁；其二，強節(jié)弱桿；其三，強壓弱拉；其四，強剪弱彎。也就是在選擇橫向桿件期間，需要對桿件的軸力進行細致考慮，保證其盡可能出現(xiàn)彎曲耗能，從而增強整體構(gòu)建的延性。

2.4設(shè)置多道抗震防線

抗震防線的設(shè)置可以有效減少地震對土木工程結(jié)構(gòu)的沖擊力，是提升整個結(jié)構(gòu)抗震性至關(guān)重要的環(huán)節(jié)之一。多道防線之所以能夠很好地起到抗震的效果，主要是因為在地震的過程中，延性較好的構(gòu)件首先發(fā)揮其抗震作用，雖然其它構(gòu)件也有一定的抗震能力，但是發(fā)揮的作用相對較小，所以在第一道防線的設(shè)計中，需要保證好各構(gòu)件的延性及質(zhì)量，在此基礎(chǔ)之上，設(shè)置多道防線使地震波在傳達到建筑結(jié)構(gòu)之前已被消除，從而提升抗震性能。

2.5豎向設(shè)計的均勻性。

豎向結(jié)構(gòu)的設(shè)計是土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的重要內(nèi)容。在進行豎向設(shè)計時，對建筑的橫隔層進行設(shè)計時，要準確掌握建筑橫隔層的上下比例，并要求收進建筑橫隔層的豎向尺寸，保證分隔層的稱重均勻，并且符合相關(guān)標準的要求，因此要認真分析豎向受力。除此之外，在開設(shè)洞口時要保證洞口的整齊性和規(guī)則性，進一步提高加強土木工程結(jié)構(gòu)整體的強度及剛度。保證建筑結(jié)構(gòu)在遭受突然歪理襲擊以及剛度突然變化時，建筑結(jié)構(gòu)不會扭曲變形。此外，還應高確保建筑結(jié)構(gòu)的延性和剛性，這就要求相同層面的支柱與其他連接結(jié)構(gòu)的剛性保持一致，只有剛度保持均衡，才能提高結(jié)構(gòu)的延展性，保證土木工程結(jié)構(gòu)的抗震性能。

結(jié)語

隨著我國在土木建筑行業(yè)上投入精力的增多，其地位也在不斷的上升。在土木工程建筑的設(shè)計中，實現(xiàn)建筑的穩(wěn)定和抗震性能也是當前必須要重點關(guān)注的話題，所以相關(guān)部門要加強建筑行業(yè)抗震技術(shù)的關(guān)注度，促進抗震技術(shù)進一步應用于土木工程建筑行業(yè)。

參考文獻：

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