侯軍

摘 要：地震通常會(huì)對(duì)周圍環(huán)境帶來嚴(yán)重的災(zāi)難性破壞和威脅到居民的人身安全，要對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)來減緩地震發(fā)生時(shí)對(duì)建筑的破壞作用，本文通過闡述抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，深入探討了土木工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化抗震設(shè)計(jì)方案，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到理想方案，獲得良好的抗震性能。

關(guān)鍵詞：土木工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震設(shè)計(jì)

1 前言

現(xiàn)行社會(huì)中土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多種多樣，但是必須遵循國家和當(dāng)?shù)夭块T的規(guī)定，本文主要講述土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震問題。眾所周知，地震是我們所不可避免的事情，地震的危害性我們無法想象，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不斷圍繞抗震設(shè)計(jì)降低地震對(duì)人民的危害性。在進(jìn)行土木工程

抗震設(shè)計(jì)時(shí)不免要求設(shè)計(jì)人員清楚的了解土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震的線管理論，來進(jìn)一步提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震性能。

2 土木工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)原則

2.1 結(jié)構(gòu)的平面形狀力求簡(jiǎn)單

在土木工程開工前期，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)土木工程抗震結(jié)構(gòu)方案的時(shí)候，應(yīng)對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)性進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)保證建筑的整體結(jié)構(gòu)布置簡(jiǎn)單、對(duì)稱和規(guī)則，因?yàn)檫@樣能夠使建筑的整體抗震能力大大提升，再結(jié)合相關(guān)的抗震技術(shù)進(jìn)行施工，以此來減輕地震對(duì)建筑的破壞程度，保護(hù)人民的人身權(quán)及財(cái)產(chǎn)權(quán)。

2.2 加強(qiáng)建筑的穩(wěn)定性

當(dāng)今世界的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)展迅速，人機(jī)交互程度越來越高，但是在采用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算的過程中，不免會(huì)出現(xiàn)各種問題，這就需要設(shè)計(jì)工作人員進(jìn)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并且進(jìn)行糾正，讓建筑屹立幾十年不成問題，盡管如此，工作人員依然要重視建筑的穩(wěn)定性。加強(qiáng)建筑的穩(wěn)定性，也會(huì)加強(qiáng)建筑的抗震性能。

2.3 降低地震對(duì)建筑的影響

隨著科技的快速發(fā)展，人民對(duì)地震的了解也是在不斷加深和提高。許多科學(xué)家也對(duì)地震進(jìn)行了研究，制定了很多能夠有效提升建筑抗震能力的方案，其中較為廣泛應(yīng)用的，就是在建筑基礎(chǔ)與建筑主體之間添加一個(gè)隔離地震層，以及在建筑頂部加一個(gè)反擺，從而抵消地震的效應(yīng)，降低地震震害，在一定程度上減少了建筑物的內(nèi)部損壞。

3 土木工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化抗震設(shè)計(jì)方案

3.1 樹立土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理念

隨著建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展和建筑技術(shù)的進(jìn)步，在建筑設(shè)計(jì)中越來越多的人開始應(yīng)用到計(jì)算機(jī)而不是傳統(tǒng)的手工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，但是在應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)的同時(shí)沒有關(guān)注到設(shè)計(jì)的規(guī)則性，缺乏一套關(guān)于設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要求和章程，要提高建樹結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方案就要樹立一個(gè)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)意識(shí)，建立概念設(shè)計(jì)理念。隨著建筑工藝的不斷提高越來越多的建筑結(jié)構(gòu)越來越高，要應(yīng)對(duì)地震產(chǎn)生時(shí)的外來壓力越來越復(fù)雜，在建筑設(shè)計(jì)上的計(jì)算越來越繁瑣，所以要優(yōu)化土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)就應(yīng)該廣范圍地應(yīng)用概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)有其科學(xué)合理性和實(shí)用性，僅根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)和檔案資料不能為抗震設(shè)計(jì)提供詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案，要滿足抗震需求就需要進(jìn)行概念設(shè)計(jì)來建立一個(gè)完善的整體架構(gòu)，模擬出一個(gè)較為客觀和真實(shí)的模型來進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3.2 設(shè)置抗震防線

要優(yōu)化土木工程的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)就要設(shè)置多個(gè)抗震防線來減少地震的沖擊力和破壞力，能夠有效提高建筑整體的穩(wěn)定性和抗震性。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，具有較好的延展性的部件會(huì)發(fā)揮較大的抗震作用，所以第一道抗震防線一定要以良好延性和高質(zhì)量的部件為基礎(chǔ)，最大程度上化解地震波對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)的沖擊力?？拐鹪O(shè)計(jì)要遵循多層級(jí)性和完善性的原則，當(dāng)設(shè)置地震防線時(shí)要確保每一個(gè)構(gòu)件都發(fā)揮到自身的效能來保護(hù)建筑建構(gòu)的完整，對(duì)各個(gè)連接點(diǎn)進(jìn)行著重保護(hù)，例如將同一水平的柱兩端進(jìn)行延長設(shè)計(jì)，有效分散柱端和梁端的塑性來提高結(jié)構(gòu)的抗震能力和實(shí)用性。除此以外還要充分優(yōu)化升級(jí)結(jié)構(gòu)的剛度與強(qiáng)度，較強(qiáng)的剛度和強(qiáng)度結(jié)構(gòu)能夠有效吸收地震能力波。

3.3 加強(qiáng)隔震以及消能減震設(shè)計(jì)

土木工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的連接點(diǎn)需要使用隔震材料來減緩地震發(fā)生時(shí)的沖擊波，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)沖擊波帶來的能力不斷從結(jié)構(gòu)底部傳達(dá)到頂部，一旦傳遞的能力超過結(jié)構(gòu)的負(fù)荷能力結(jié)構(gòu)就會(huì)崩潰，如果在連接點(diǎn)上使用隔震材料作為隔震裝置，減緩地震帶來的沖擊波能量如果地震登記超過七級(jí)就會(huì)對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞性影響。高層建筑由于自身的高度不能夠設(shè)置隔震裝置，不會(huì)起到明顯效果，所以隔震和效能減震適合于地層建筑結(jié)構(gòu)，利用橡膠墊和隔震材料來增強(qiáng)摩擦和粘性，較好延性的建筑材料可以作為抗震和效能減震的構(gòu)建，例如某些橋梁上使用了新型耗能減震裝置，利用隔震支座來起到對(duì)建筑物的支撐作用和恢復(fù)能力，將地震帶來的能量吸收掉部分。施工單位需要對(duì)地震可能產(chǎn)生時(shí)的走向進(jìn)行分析，在進(jìn)行建造時(shí)盡量讓土木工程結(jié)構(gòu)與地震走向呈現(xiàn)垂直的方向。

3.4 選擇合適的建造場(chǎng)地

場(chǎng)地的選擇時(shí)影響土木工程抗震能力的重要因素，所以要對(duì)土木工程進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮到施工場(chǎng)地的實(shí)際情況，實(shí)際考察場(chǎng)地的地基情況并作調(diào)研，如果土木工程的地基不夠平穩(wěn)會(huì)帶來較大的安全隱患。除了地基的穩(wěn)定性之外還要保證施工場(chǎng)所較為平坦和開闊，一旦在地震中發(fā)生斷層和滑坡情況，開闊平坦的場(chǎng)地會(huì)減少損失，地基保持在一個(gè)較為穩(wěn)定安全的狀態(tài)，從而提高了土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震能力。

3.5 優(yōu)化土木工程結(jié)構(gòu)

在對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要提高抗震能力需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，將各個(gè)因素充分考慮設(shè)計(jì)在內(nèi)，包括抗側(cè)力的體型、荷載能力、建筑場(chǎng)地和外形等，這些因素在設(shè)計(jì)時(shí)感覺較為簡(jiǎn)易，但是在實(shí)際情況中容易因?yàn)榻ㄖ藛T的失誤沒有達(dá)到既定標(biāo)準(zhǔn)要求，建筑設(shè)計(jì)的外形為了追求美觀，建筑人員很難將施工方案簡(jiǎn)單化，對(duì)于出現(xiàn)的問題一般進(jìn)行控制和管理而不是徹底解決。我國缺乏對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的詳細(xì)規(guī)定和相關(guān)規(guī)章制度，缺乏建筑經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者就無法滿足土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行的設(shè)計(jì)偏離建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，或者將較為科學(xué)合理的設(shè)計(jì)進(jìn)行了更改，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有負(fù)面影響。

在土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，最重要的就是要優(yōu)化結(jié)構(gòu)抗側(cè)力的體形，韌性較好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案能夠防止結(jié)構(gòu)在壓力下出現(xiàn)變形和縫隙，保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性，土木工程結(jié)構(gòu)要提高減弱地震能力的沖擊就要使用越多的塑性鉸，確保一定數(shù)目的超靜定，抗側(cè)力體系要構(gòu)成一個(gè)雙向的，促使柱端和梁、墻在水平上保持一個(gè)方向，當(dāng)?shù)卣饘?duì)結(jié)構(gòu)造成破壞作用時(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu)底部產(chǎn)生塑性屈服來減緩對(duì)結(jié)構(gòu)的損害，堅(jiān)持墻強(qiáng)梁弱的原則來提高墻段的承載能力和抗震性能，避免剪力破壞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。所以要從建筑結(jié)構(gòu)的整體性出發(fā)，對(duì)桿件的軸力進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，為了提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的延展性需要提高構(gòu)件彎曲耗能效果。

3.6 使用防震材料

在土木工程結(jié)構(gòu)的地基建設(shè)時(shí)應(yīng)用隔震材料，減緩地震沖擊波帶來的損害，傳統(tǒng)中應(yīng)用的防震材料是粘土和砂子，隨著抗震技術(shù)的不斷發(fā)展，新型的防震材料為瀝青，將其鋪設(shè)在建筑地基底部能夠取得更好的減震效果，對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)使用較輕的建筑材料來提高建筑整體的抗震能力。

4 結(jié)束語

綜上所述，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震研究關(guān)系著我們的人身及財(cái)產(chǎn)安全，工程建筑在設(shè)計(jì)中其抗震性能是必不可少的，尤其需要注意的是設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)方案和選擇材料的時(shí)候，一定要慎重，工程建筑不是兒戲，我們都知道其重要性。所以，土木工程抗震設(shè)計(jì)是工程建筑不可或缺的一部分，在進(jìn)行建筑施工時(shí)一定要注意抗震性能。

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