王術(shù)利

【摘 要】 隨著我國社會的發(fā)展，我國的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也有了很大的發(fā)展。因此在對土木工程進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要加入對建筑物的抗震性能的相關(guān)設(shè)計，從而控制建筑結(jié)構(gòu)的抗震性，使土木工程有更高的安全保障。所以對土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震研究是一件非常有意義的事情。

【關(guān)鍵詞】 土木工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計；抗震研究

引言：

為了有效的提升土木工程的使用安全性，減少地震發(fā)生時所帶來的災(zāi)害，目前在進行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，已經(jīng)將抗震作為了研究和分析的重點內(nèi)容，借此來保證土木工程質(zhì)量的提升，同時推進土木工程建設(shè)的發(fā)展。文章從抗震設(shè)計的基本原則入手，探討了土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震性能。

一、抗震概念設(shè)計的基本原則

1.建筑場地選擇的基本原則

場地條件是造成建筑物震害的重要原因，因此在選擇建筑物場地時，工程師應(yīng)該注意掌握場地的工程地質(zhì)、地震活動和地震地質(zhì)等會影響工程的因素，并結(jié)合工程的實際需要，對抗震有利、不利和危險地段做出綜合評價。選擇對建筑抗震有利的地段，例如平坦、開闊的堅硬場地土；避開對建筑抗震不利的地段，當無法避開時，要采取有效的抗震措施。

2.建筑體型的確定原則

建筑物體型應(yīng)力求簡單、規(guī)則、對稱，質(zhì)量和剛度變化均勻，以減少地震作用產(chǎn)生的形、應(yīng)力集中及扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。

3.選擇合理的抗震結(jié)構(gòu)體系

結(jié)構(gòu)布置應(yīng)具備多道抗震防線，多道設(shè)置抗震防線是為了防止由于地震的連續(xù)性對建筑物帶來的多次沖擊，以提高建筑物的防震能力。

結(jié)構(gòu)應(yīng)具備必要的抗震承載力，良好的變形能力和耗能能力，避免地震對抗震結(jié)構(gòu)體系的破壞，同時結(jié)構(gòu)的剛度和強度需分配合理，避免薄弱環(huán)節(jié)出現(xiàn)。而一旦薄弱環(huán)節(jié)的出現(xiàn)，就要采取有效的加強措施。

二、提高結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的重視程度

1、隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，科學技術(shù)水平的不斷增強，社會分工的不斷精細化，企業(yè)間的競爭也不斷加劇。在建筑設(shè)計過程中已經(jīng)廣泛的使用計算機替代了傳統(tǒng)的手工思維計算。然而這種設(shè)計的不規(guī)范性并沒有得到人們的足夠重視。為了有效的改善這一現(xiàn)狀，在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中提出了概念設(shè)計理念，并且受到了廣大建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者的青睞。除此之外，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)趨于高層化發(fā)展，但發(fā)生地震時所產(chǎn)生的力非常復(fù)雜難以確定，使得建筑設(shè)計計算結(jié)果不夠精確。因此，在進行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時應(yīng)大力推廣概念設(shè)計。

2、概念設(shè)計的合理性以及實際性。

在進行建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計時，單單使用統(tǒng)計資料和計算數(shù)據(jù)并不能達到建筑抗震設(shè)計的要求。為了有效滿足抗震設(shè)計的要求就需要進行概念設(shè)計。概念設(shè)計是通過建筑結(jié)構(gòu)理念來構(gòu)建一個整體架構(gòu)。進而向表現(xiàn)出一個客觀、適用、真實的實體進而進行建筑結(jié)構(gòu)抗震的優(yōu)化設(shè)計。

三、土木工程抗震機構(gòu)設(shè)計中需要把握的要素

基于地震造成的在還具有無可估量性以及近年來發(fā)生地震幾率的高頻率性，使得建筑師們對于抗震設(shè)計越來越重視，為了有效的提升土木工程后期建設(shè)的使用安全性，在進行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，必須注意以下幾點：

1、保證結(jié)構(gòu)規(guī)劃的整齊性和合理性

這里所指的結(jié)構(gòu)整齊性指的是在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，保證建筑結(jié)構(gòu)的外形與立體剛度具有高度的對稱性，進而有效的促進抗側(cè)力的提升，達到建筑質(zhì)量與抵御外力對稱的目的，保持建筑物重心的穩(wěn)定性，促進抗震性能的提高。

2、保證結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計的簡練性

一是保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的精細和簡練，同時明確和分析各個構(gòu)建的受力，保證計算數(shù)據(jù)的高度精確性。二是當?shù)卣鸢l(fā)生的情況下，減少對建筑物的損壞，促進抗震能力的提升。

3、保證整體設(shè)計的合理、科學和有效性

在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，必須嚴格按照相關(guān)的基礎(chǔ)要求進行，保證設(shè)計的承載強度和剛度達標，同時與上部的構(gòu)建進行穩(wěn)定、可靠的銜接。再者就是保證隔板、柱體等銜接空間的充足，進而保證結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度以及抗力，能夠與其它部件之間形成良好的銜接，提升豎向和水平的抗震能力。

4、保證豎向設(shè)計的均勻性

這是在進行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中必須充分考慮的因素，尤其是要特別的注意建筑橫隔層的設(shè)計，精確豎向結(jié)構(gòu)的尺寸收縮，保證分隔層均勻的稱重。再者就是保證開設(shè)洞口的規(guī)則和整齊，減少扭曲和外力的作用，保證結(jié)構(gòu)的強度、剛度和延性。這就要求了在設(shè)計過程中，必須使結(jié)構(gòu)鋼性、支柱在同一個水平面上具有均衡一致性，促進對地震能量的吸收和發(fā)散。在進行充填墻設(shè)置的時候，分開柱和墻，并將防震縫設(shè)置，保證后期建筑施工的質(zhì)量。

四、抗震概念設(shè)計的幾個基本點

1、需要簡練的形狀。第一，設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)上的簡練精細可以使結(jié)構(gòu)一目了然，而且也更加容易清晰明了的對各個構(gòu)件的受力情況進行分析，這樣就能在受力數(shù)據(jù)的分析中保證并大大提高了精準程度。其次，簡單的建筑構(gòu)造還減輕了地震對建筑物的破壞，減少了工程整體的薄弱環(huán)節(jié)，提高了建筑物的整體抗震能力。

2、均勻的進行豎向的設(shè)計。豎向的均勻在設(shè)計過程中是必須要第一個考慮的，設(shè)計過程中，對于建筑橫隔層，其上下結(jié)構(gòu)比例的豎向收進尺寸必須要精確把握，為了分隔層稱重均勻達標，一定要對豎向受力進行具體的分析。必須要整齊規(guī)則的開設(shè)洞口，使剛度與強度在整體結(jié)構(gòu)上進行提升與增強，確保不會因為突然的外力狀況造成剛度的突然變化，是整體結(jié)構(gòu)造成扭曲。

3、進行合理有效的整體設(shè)計。按照建筑要求進行基礎(chǔ)的設(shè)計，避免基礎(chǔ)因為設(shè)計問題使得承載能力的剛度強度無法達標，可靠穩(wěn)定的連接上部的構(gòu)件。對柱體、基礎(chǔ)、隔板、樓蓋基礎(chǔ)的鏈接位置要保證充足的抗力和剛度，所有的部件應(yīng)當牢固并緊密的連接和協(xié)同在一起，在水平和豎向的抗震性能上一定要進行增強。

4、合理整齊的進行結(jié)構(gòu)的規(guī)劃。結(jié)構(gòu)規(guī)則能保證建筑結(jié)構(gòu)有一個對稱的整體布局，包括立體剛度對稱和外形對稱，提高建筑抗側(cè)力。并且保證質(zhì)量對稱，能使建筑物均衡抵御外力，很好的避免重心偏離，從而增強結(jié)構(gòu)的抗震性能。

五、提升土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震性能的具體措施

1、必須對結(jié)構(gòu)進行合理的布局，保證地震發(fā)生的情況下，能量能夠很好的傳遞和轉(zhuǎn)化，這就要求了在設(shè)計過程中，要保證構(gòu)建能夠形成雙向的抗側(cè)力體系，使梁、墻以及支柱在中線軸上處于同一水平。并在地震中表現(xiàn)出彎剪力破壞，在墻的底部產(chǎn)生塑性屈服。并且保證連梁充分的形變以及在梁端部位發(fā)生塑性屈服。同時遵循強墻弱梁的原則，促進墻肢體部位的承載力提升，進而充分發(fā)揮墻段的抗震作用，防止剪力破壞現(xiàn)象的發(fā)生。

2、在進行土木工程設(shè)計的過程中，必須充分的考慮抗震的等級，進而在此基礎(chǔ)上針對性的進行相應(yīng)的處理。分別處理土木工程墻、柱以及梁的各個節(jié)點，以三個等級的設(shè)置防護標準作為地震發(fā)生情況下的主要準則，借此來有效的提升建筑的安全性能和質(zhì)量。除此之外，還必須保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有良好的延展性以及承載力，同時遵循強剪弱彎的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則，對柱截面的面積進行科學、合理的選擇，對軸壓比進行嚴格的控制，對各個節(jié)點的構(gòu)造進行嚴格的設(shè)計，對構(gòu)造配筋的相關(guān)要求和事項嚴格把握。

3、加強抗震防線的設(shè)置，保證具有完善性和多層級性，保證在地震發(fā)生的情況下，各部分構(gòu)建都能夠發(fā)揮分散能量的作用，起到很好的預(yù)防和保護建筑物的作用。強化建筑的延展性，使構(gòu)建的剛度與強度能夠合理有效的分配，起到很好的吸收和分散地震能量的作用。四是對各個節(jié)點進行有效的保護，設(shè)計過程中加長框架內(nèi)同一水平的柱兩端的屈服，并在柱底將塑性鉸形成，使柱端和梁端的塑性鉸得以分散，將土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震有效性和高效性充分的展現(xiàn)。

六、結(jié)束語

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計師在進行抗震設(shè)計過程中充分利用個匯總建筑抗震方法，概念設(shè)計技術(shù)的使用還可以防止結(jié)構(gòu)設(shè)計師邁進設(shè)計誤區(qū)，設(shè)計出更加合理、科學、完美的建筑抗震設(shè)計。除此之外，雖然概念設(shè)計相對數(shù)值設(shè)計具有一定的優(yōu)勢，但我們并不能忽視數(shù)值設(shè)計。在抗震設(shè)計過程中數(shù)值設(shè)計同樣發(fā)揮著重要的作用。概念設(shè)計可以為數(shù)值設(shè)計提供優(yōu)秀的設(shè)計條件，可以結(jié)合計算過程得出精確的數(shù)據(jù)，找出地震發(fā)生時對土木工程結(jié)構(gòu)造成的危害。因此，為了進一步提高土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的能力，就應(yīng)合理有效的在抗震設(shè)計過程中將數(shù)值設(shè)計與概念設(shè)計結(jié)合起來，進一步提高建筑工程的抗震性能。

參考文獻：

[1]趙劉群，李芙蓉，支鵬.英標BS8110與JTJ267—1998《港口工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的異同點[J].水運工程，2010，01：35-37+46.

[2]鄧壽昌.土木工程專業(yè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程雙語教學實踐與體會—回顧與反思[J].中南林業(yè)科技大學學報（社會科學版），2011，04：166-169.

[3]張靜月，王小平.港口工程混凝土結(jié)構(gòu)可靠度分析及材料設(shè)計指標的確定[J].水運工程，1998，04：51-57.