探討土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震研究

文/黨靜遠(yuǎn)、郭濤 中信重工機(jī)械股份有限公司 河南洛陽 471039

地震突發(fā)時(shí)，其產(chǎn)生的巨大震動(dòng)會對建筑物的各個(gè)組成環(huán)節(jié)造成非常嚴(yán)重的組織破壞，因此在建筑物中抗震設(shè)計(jì)對于結(jié)果的需求數(shù)據(jù)非常嚴(yán)格，因此這是一個(gè)難度較大的工作。所以，人們在對地震災(zāi)害后的數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)的研究分析，在總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)中得出新的話題——抗震設(shè)計(jì)。在通過不斷的實(shí)踐對比后，發(fā)現(xiàn)其中的數(shù)據(jù)分析效果更佳。

1、土木工程中的抗震設(shè)計(jì)

1.1 工程設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是每項(xiàng)建筑工程中必不可少的組成環(huán)節(jié)，其中主要包含抗震的設(shè)計(jì)、地基的承載設(shè)計(jì)和防潮防寒的設(shè)計(jì)等[1]。這些設(shè)計(jì)都在土木工程中有著重要體現(xiàn)，建設(shè)出符合國家規(guī)定的工程，才能更好地作用在土木工程中。

1.2 抗震設(shè)計(jì)

抗震設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上就是減少地震危害帶給人們的經(jīng)濟(jì)損失和人身健康，在進(jìn)行土木工程的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須要加強(qiáng)工程中的抗震設(shè)計(jì)，對其抗震設(shè)計(jì)中所需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的采集和合理的計(jì)算，以土木工程中的項(xiàng)目整體為基礎(chǔ)，看在設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算出的數(shù)據(jù)是否符合土木工程在剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性上的相關(guān)要求，看抗震設(shè)計(jì)的要求是否滿足整體的土木工程設(shè)計(jì)。因?yàn)檎鸶休^強(qiáng)的地震災(zāi)害具備著非常大的破壞力，由于地震災(zāi)害帶來的經(jīng)濟(jì)損失導(dǎo)致抗震設(shè)計(jì)在建筑的整體設(shè)計(jì)中占據(jù)的比例越來越大，而研究的意義也就逐漸增大，所以這就要求設(shè)計(jì)師在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)精細(xì)研究和制定一切符合設(shè)計(jì)需求的規(guī)定[2]。基于此，應(yīng)該根據(jù)地震的各種形態(tài)，來制定符合抗震條件的設(shè)計(jì)原則，再加上靈活運(yùn)用的保證，讓建筑物在設(shè)計(jì)時(shí)能夠有著較強(qiáng)的抗震性能。

1.2.1 簡練形狀

簡單巧妙的設(shè)計(jì)可以讓結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的一目了然，也可以清晰地呈現(xiàn)出各個(gè)構(gòu)件的受力情況，這樣就可以讓受力的數(shù)值在分析中提高準(zhǔn)確程度。同時(shí)，簡單的建筑構(gòu)造不僅能夠減輕地震帶來的破壞，最重要的是減少了項(xiàng)目工程中整體的薄弱環(huán)節(jié)，有效地提高著建筑物的整體抗震性能。

1.2.2 豎向設(shè)計(jì)

豎向設(shè)計(jì)首先要考慮的便是均勻設(shè)計(jì)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要對建筑物的橫隔層進(jìn)行上下比例的豎向縮進(jìn)，為達(dá)到分隔層的均勻稱重，必須要對豎向受力進(jìn)行準(zhǔn)確分析，在洞口開創(chuàng)時(shí)需要保證剛度和強(qiáng)度在整體項(xiàng)目結(jié)構(gòu)上的統(tǒng)一，確保不會因?yàn)閯偠仍O(shè)計(jì)不合理致使突發(fā)外力下結(jié)構(gòu)整體呈現(xiàn)扭曲現(xiàn)象。此外，剛度和延性的保證需要使同一標(biāo)高的豎向受力構(gòu)件和其連接結(jié)構(gòu)在剛度上保持一致，讓剛度處于均衡狀態(tài)，才能加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的延性，讓構(gòu)件在吸收地震能量時(shí)有效的將外力分散。在不影響整體受力的情況下，防震縫的設(shè)置能夠保證其質(zhì)量。

1.2.3 有效整體

根據(jù)建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求，避免因?yàn)樵O(shè)計(jì)誤區(qū)而致使在承載量的剛度強(qiáng)度上無法達(dá)標(biāo)。因此只有穩(wěn)定的構(gòu)件才能讓基礎(chǔ)和隔板等連接位置擁有充足的抗力和剛度，在所有構(gòu)件同一水平上的連接作用和豎向的抗震作用必須要同時(shí)加強(qiáng)。

1.2.4 合理規(guī)劃

合理的規(guī)劃是一個(gè)建筑設(shè)計(jì)最重要的前提。包括剛度對稱和外形對稱都能夠很好地提高建筑的抗側(cè)力并以此保證質(zhì)量的對稱，進(jìn)而確保建筑物能夠均勻抵抗外力，從而很好的避免重心偏離的現(xiàn)象出現(xiàn)，最終能夠很好的發(fā)揮抗震設(shè)計(jì)中的功能。

1.3 概念設(shè)計(jì)

隨著當(dāng)前國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，讓科技知識的水平逐漸增大。再加上當(dāng)今社會的分工明確，讓復(fù)雜的數(shù)據(jù)計(jì)算、手工與思維逐漸被計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)所替代，這樣常規(guī)性的應(yīng)用方式已逐漸淡出人們的生活[3]。因此，概念性的設(shè)計(jì)在抗震設(shè)計(jì)中重要性逐漸突顯出來，受到越來越多建筑學(xué)者的關(guān)注。此外，再加上高層建筑設(shè)計(jì)的復(fù)雜性以及人們對于地震發(fā)生時(shí)結(jié)構(gòu)受力認(rèn)識的局限性，使得計(jì)算結(jié)果就有著較大的誤差，所以概念設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)被重視。概念設(shè)計(jì)主要是通過理念來對結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行設(shè)計(jì)，提供出可提供較大傾覆力矩且破壞形式合理的結(jié)構(gòu)方案，以此能夠優(yōu)化抗震設(shè)計(jì)的功能。

2、抗震設(shè)計(jì)的作用

2.1 必要性

土木工程是一項(xiàng)基本的建筑工程，但受地震影響隨時(shí)會出現(xiàn)工程崩潰的現(xiàn)象，這不但影響這土木工程的正常進(jìn)行，而且在經(jīng)濟(jì)和人身安全上有著致命的威脅。因此在設(shè)計(jì)過程中，無論工程處于哪種形態(tài)，都需要重視項(xiàng)目中的抗震設(shè)計(jì)，才能更好地將其應(yīng)用在建筑工程中[4]。

2.2 設(shè)計(jì)作用

2.2.1 提高抗震性能

首先，在進(jìn)行工程的選地設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該對選取的場地進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)查和探測，對地基土的承載能力、穩(wěn)定性和變形進(jìn)行全方位的分析。從地基的設(shè)計(jì)開始就要做好關(guān)于抗震設(shè)計(jì)在建筑項(xiàng)目中的合理應(yīng)用。有效的抗震設(shè)計(jì)不僅能夠有效地提高抗震性能，讓房屋建筑更加安全，還能更好的保護(hù)著居民的人身健康和財(cái)產(chǎn)安全。

2.2.2 增加剛度水平

目前我們會發(fā)現(xiàn)在受到地震災(zāi)害的影響后，很多房屋便是立刻坍塌，這對我國的居民群眾有著很大的影響。其中最主要的原因便是土木工程在設(shè)計(jì)時(shí)對于建筑整體的強(qiáng)度沒有很嚴(yán)格的要求，因此較為強(qiáng)烈的地質(zhì)活動(dòng)便很難承受住建筑的承載而出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。所以只有在土木工程的設(shè)計(jì)中有效的加入抗震性能的設(shè)計(jì)，便能在一定程度上加強(qiáng)建筑的強(qiáng)度，保證房屋建設(shè)安全可靠的同時(shí)保護(hù)著居民的人身健康和經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)。

2.2.3 減少地震災(zāi)害

目前地質(zhì)災(zāi)害對于我國土木工程建筑的危害性相當(dāng)之大，因?yàn)閲以陉P(guān)于抗震問題上采取的只是簡單的隔離層面，在現(xiàn)代設(shè)計(jì)師的印象里只要有這個(gè)隔離層，便能夠很好地減少地震帶給建筑施工的災(zāi)害影響。很明顯這樣的方法并沒有見效，因此加入有效的抗震設(shè)計(jì)，能夠讓建筑結(jié)構(gòu)減少因?yàn)榈卣鸲鴰淼臑?zāi)害影響。

結(jié)語：

總而言之，抗震設(shè)計(jì)在建筑中的應(yīng)用，可以很好的讓設(shè)計(jì)師使用各種抗震手段來進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，同時(shí)也可以防止設(shè)計(jì)誤區(qū)的出現(xiàn)，讓建筑中的抗震設(shè)計(jì)更加有效。除此外，精確的數(shù)據(jù)分析可以讓抗震設(shè)計(jì)更加完善，其中通過設(shè)計(jì)后計(jì)算出的數(shù)據(jù)可以明確表現(xiàn)出地震災(zāi)害對建筑結(jié)構(gòu)的影響。所以，想要加強(qiáng)現(xiàn)代建筑工程中的抗震設(shè)計(jì)，就需要將數(shù)據(jù)分析和概念設(shè)計(jì)很好地結(jié)合在一起，這樣才能更好地發(fā)揮抗震設(shè)計(jì)在土木工程的作用。

[1]王瞳.土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震研究[J].佳木斯職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2016(2).

[2]楊宇.芻議土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震研究[J].工業(yè)b,2017(1):00104-00104.

[3]權(quán)琛峰,胡玉強(qiáng).淺述土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震研究[J].絲路視野,2017(23).

[4]劉青青.分析土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震研究[J].工程技術(shù):全文版,2016(12):00165-00165.