土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對抗震問題的分析

文/何堉 廣元零八一建筑勘察設(shè)計(jì)院有限公司 四川廣元 628017

在當(dāng)前土木工程的建設(shè)工作中，其抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)已經(jīng)十分普遍。比起以往，我國建筑的抗震設(shè)計(jì)水平有了很大的提高。抗震設(shè)計(jì)指的是在工程建設(shè)時對建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，增強(qiáng)其抵御外力的能力。土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員要以過往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，對工程的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)做到細(xì)致的分析，優(yōu)化建筑的抗震結(jié)構(gòu)性能，提升建筑的工藝水準(zhǔn)，為居民的生命財(cái)產(chǎn)提供安全保障。

1、土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的意義

抗震設(shè)計(jì)是進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時必須考慮到的環(huán)節(jié)，其原因如下：①提高整體建筑抵御外力的能力。土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的初衷是提升建筑的抗震能力，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使土木工程結(jié)構(gòu)能夠抵御一定外力的沖擊，使建筑更加穩(wěn)固安全；②一定程度上提升土木工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。土木工程建筑穩(wěn)固性差是造成其坍塌的主要原因之一，對土木工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)能夠有效提升整體建筑的穩(wěn)固性，使其在一定的外力條件下不易坍塌，進(jìn)而提升整體建筑的抗震能力；③通過降低地震對土木工程結(jié)構(gòu)的影響，減少地震發(fā)生時的經(jīng)濟(jì)損失。

2、土木工程結(jié)構(gòu)抗震性能影響因素分析

通過加強(qiáng)地震性對建筑影響因素的控制，進(jìn)而提升土木工程結(jié)構(gòu)的抗震性能，是當(dāng)前土木工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時主要采用的方式。下面將對當(dāng)前土木工程結(jié)構(gòu)抗震性能的主要影響因素進(jìn)行闡釋分析。

2.1 建設(shè)位置選擇

決定土木工程抗震性能設(shè)計(jì)優(yōu)劣的主要因素之一是其建設(shè)位置的選址。在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時應(yīng)盡量規(guī)避地震頻發(fā)的選址位置，從而在根本上杜絕地震對建筑的危害。在選址過程中應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：①選址地基必須足夠平整穩(wěn)固，在地震外力的作用下能夠保持平穩(wěn)，避免建筑未倒地基先塌。②應(yīng)盡量以平坦開闊的地段為建設(shè)地點(diǎn)，避免因地震引起的泥石流、斷層等災(zāi)害對建筑造成二次傷害，從而對地基的穩(wěn)固性產(chǎn)生影響。

2.2 結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)

土木工程抗震結(jié)構(gòu)所采用的材料和結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)，決定了抗震性能的狀況水平。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是當(dāng)前土木工程最常用的工程結(jié)構(gòu)，其在外力的作用下容易出現(xiàn)彎曲、側(cè)移等問題是該結(jié)構(gòu)存在的一項(xiàng)明顯缺陷。因此要想使工程結(jié)構(gòu)具有更好的抗震性能，就要在施工過程中選則更好的建筑材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對土木工程結(jié)構(gòu)整體的優(yōu)化。

2.3 高度因素

建筑高度直接影響著土木工程結(jié)構(gòu)抗震性能，因此在施工過程中盡量避免土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過高。從當(dāng)前地震對建筑影響結(jié)果來看，建筑物結(jié)構(gòu)的高度與地震造成的損失成正比關(guān)系，建筑結(jié)構(gòu)過高導(dǎo)致其穩(wěn)定性較差，進(jìn)而降低其抵御沖擊力的能力。因此在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，要結(jié)合多種因素進(jìn)行充分考慮，使建筑的高度保持在合理的范圍之內(nèi)。

3、土木工程中抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要原則

3.1 整體的設(shè)計(jì)要遵循科學(xué)性、合理性原則

科學(xué)、合理的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖是保證土木工程建設(shè)能夠有效實(shí)施的前提條件。在構(gòu)設(shè)建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)圖時，要綜合多種因素進(jìn)行考慮。保證建筑的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)、合理，從而提升建筑的整體性能，降低地震發(fā)生時對建筑造成的不利影響。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時要做到充分的考慮，建筑整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要做到周全細(xì)致，如樓蓋的設(shè)計(jì)、柱體與蓋板的位置等，任何細(xì)小的問題都有可能成為影響工程的關(guān)鍵，不能有疏忽遺漏的地方。通過建立各個部件之間良好的對接關(guān)系，保證結(jié)構(gòu)中每個連接點(diǎn)發(fā)揮其應(yīng)有的作用，是提升土木工程結(jié)構(gòu)抗震性能的關(guān)鍵，是提升建筑整體性能的基礎(chǔ)。

3.2 結(jié)構(gòu)應(yīng)以簡單為主

刪繁就簡是設(shè)計(jì)土木工程抗震結(jié)構(gòu)的首要原則。設(shè)計(jì)圖紙時，在保證建筑整體結(jié)構(gòu)受重狀況良好的前提下，盡可能精簡運(yùn)算程序，從而確保防震設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度，精簡扼要的土木工程結(jié)構(gòu)能夠有效降低地震對建筑帶來的損害。

3.3 結(jié)構(gòu)必須保持合理、整齊

布局結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是土木工程建設(shè)中的重要一環(huán)。保持建筑整體布局合理、結(jié)構(gòu)科學(xué)是土木工程結(jié)構(gòu)規(guī)劃中遵循的原則。通過協(xié)調(diào)建筑結(jié)構(gòu)外形與其穩(wěn)固性，能夠有效提升建筑結(jié)構(gòu)整體抗壓能力，進(jìn)而提升建筑抗震能力。

4、土木工程結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化措施

4.1 使用特殊的防震材料

防震材料能夠有效降低地震對建筑造成的損害，是當(dāng)前土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最常用的抗震方式之一。經(jīng)過防震材料處理過的建筑，能夠增強(qiáng)其抵御外力的能力。以往的防震設(shè)計(jì)通常是在地基底部鋪設(shè)適量的沙子或黏土，來增強(qiáng)其抗震能力，而隨著設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)新與研究，現(xiàn)在將瀝青代替沙子或黏土鋪設(shè)在地基上，取得的防震效果更佳。

4.2 節(jié)點(diǎn)位置設(shè)置防震裝置

當(dāng)今土木工程防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通常會在建筑關(guān)鍵位置安裝防震裝置，以期達(dá)到防震的效果。地震發(fā)生時，其能量經(jīng)過建筑地基不斷向上傳遞，從而對建筑物的整體結(jié)構(gòu)造成危害。利用地震發(fā)生的原理，在其能量傳遞的關(guān)鍵位置安置防震裝置，進(jìn)而降低地震對建筑的危害。需要注意的是，防震裝置僅適用于建筑結(jié)構(gòu)較低的建筑。

4.3 控制設(shè)計(jì)走向

地殼運(yùn)動是引發(fā)地震的原因，其與地質(zhì)結(jié)構(gòu)有著直接的關(guān)系。因此工程建設(shè)初期要做好地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘察工作。通過對該區(qū)域地質(zhì)環(huán)境的考察，掌握其地殼運(yùn)動狀況，對地震發(fā)生的規(guī)律有所了解并判斷其走向，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)布局時應(yīng)與地震走向形成垂直關(guān)系，從而降低地震對建筑物的影響。

結(jié)論：

綜上所述，通過加強(qiáng)土木工程抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，提升土木工程建筑的整體抗震效果，使土木工程建筑的安全性達(dá)到合格的水準(zhǔn)，從而有效保證人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。對我國建筑部門而言，借鑒國外先進(jìn)的技術(shù)與案例，通過深入的分析研究，結(jié)合土木工程抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遇到的問題，實(shí)現(xiàn)土木工程抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的快速提升。