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浅谈土木工程结构设计中的抗震研究

时间:2022-03-18 08:25:47 浏览次数:

【摘 要】我们国家的经济在不断的发展,我们国家的土木工程项目也得到了大力的发展。土木工程结构的设计中要重点考虑抗震性问题。本文依据土木工程施工的实际情况,对影响工程抗震性能的因素进行分析和探讨,并土木工程结构设计中的抗震性的设计提出相关建议,为今后土木结构的抗震性设计提供参考。

【关键词】土木工程;结构设计;抗震研究

前言

进入二十一世纪以来,人们生活水平不断提高,对土木工程施工质量提出了更高要求。在实际建设过程中,地震对土木工程施工建设产生着巨大的影响,一旦发生地震灾害将造成严重的损失,加强土木工程结构抗震能力是建筑行业发展过程中必须解决的首要问题。

一、土木结构中的抗震设计方法

1、以结构中的基本构造为依据

通常我们如果以钢筋混凝土框架作为建筑主要的结构,那么对工民建结构进行设计时,就需要充分的考虑影响钢筋混凝土的构建因素,如钢筋截面尺寸大小、最小配筋率等,通过对这些进行充分的计算,从而对抗震性能进行有效的设计。大多数情况下,如果我们选择对房屋高度、楼层以及整个建筑的高度进行限制的构造方法,这种方法一般用于对土木筑的砖混结构构造的设计。另外,设计土木筑的横纵墙结构时,通常情况下主要针对钢筋混凝土的构造柱以及防震缝进行设置。随着我国经济的发展,建筑行业的发展也日益迅速,建筑行业中建筑结构抗震设计规范得到不断的完善,例如建筑屋顶的电梯、楼构造的设计等。

2、以建筑规划和场地为依据

稳定性较强的建筑场地,是在进行土木筑结构良好的抗震性能设计时需要充分考虑的问题。抗震层的设置是建筑物抗震性能设计优劣的重要因素之一。建筑结构的外部空间进行设计时,要对与相邻楼栋间的距离、建筑物外观、楼栋之间的舒适度以及建筑物的安全性能进行充分的考虑。建筑结构场地进行规划时,主要需要考虑的因素有建筑物结构上部位移特点、位移性能、结构整体移动范围内无障碍物等。因为建筑物的使用年限较长,因此如果出现障碍物,可以在建筑物可移动范围内设置出入口。但是出入口的设置也存在一定的问题,如有时会对人们的生命安全造成威胁,因此,我们可以采取设置门墙或是标志的方式,提高过往人群和车辆的

安全。

3、以建筑结构性能目标为依据

工民结构的抗震设计主要的目的就是在遇到地震时,能够有效的保证建筑物的安全。因此,建筑物结构抗震设计需要考虑的设计标准是遵循建筑区域内可能出现的大地震烈度机构性。抗震性能指标是以建筑物受到地震影响时其内部结构和外部结构不会受到破坏。同时,还要保证建筑结构中没有抗震性能的结构以及建筑物结构的重要基础部位也具有较强的抗震能力。除了对建筑物抗震性能的考虑之外,我们还要充分考虑建筑物的抗风性能。在大风或者台风的影响下,建筑物的结构会发生水平振动从而导致建筑物安全性能的降低,同时还会影响建筑物本身的抗震构造的耐久性。因此,建筑物抗震设计的要求得到满足就需要将建筑结构的性能指标达到制定的标准。

二、对影响土木工程结构的抗震性能的因素进行分析

土木工程建设中抗震性能是重点考虑因素之一,要提高整个工程的抗震性能,首先要对抗震性能的影响因素进行了解,在对土木工程结构进行设计时要根据施工地点的具体情况再结合这些因素进行设计,只有这样才能达到最好的设计效果。

1、土木工程建设的场地选择

在土木工程的抗震结构设计中,对整个建筑抗震性能产生直接影响是施工场地的选择。要想从根本上提高建筑的抗震性要选择好场地,这样将来也能给人民的生活带来便利。在选择场地是要注意:场地中地基的状况,场地的地基状况对整个结构的抗震性能有重要的影响,一旦发生地震,相对地基不稳固的场地来说往往地基稳固的工程结构遭受的破坏较小。总的来说,在选在场地进行施工时要选择地势平坦开阔且地址坚硬的场地或者地址密实且均匀的中硬土场地进行设计施工,以此来避开滑坡、断层、凹陷等状况较差的地形和地质,确保地基的稳固性,从根本上将土木工程结构的抗震性能进行提高。

2、材料的选用以及机构体系的设计

在对土木工程结构进行设计时,要选择合适的结构体系和材料。目前土木工程的建设施工中多数以钢筋混凝土结构的形式进行施工,但是钢筋混凝土本身容易变形、弯曲以及发生侧移,所以在设计时要进行全方位考虑。要提高整个结构的抗震性能可选用钢管混凝土结构、钢骨混凝土结构、钢结构等取代钢筋混凝土,这样能够有效降低柱断面的尺寸,达到优化整体抗震性能的目标。

3、合理控制土木工程结构的高度

无论是哪种形态的工程结构都需要具备合适的高度,选择合适的结构高度对于抗震性能的提升有着非常重要的意义。由实际经验得知,当发生地震时,结构物的高度较小建筑受到的破坏相对较小;结构物高的建筑,遭受地震时结构容易变形,抗震性能差,遭受的破坏更严重。因此,在对土木工程结构进行设计时也要考虑结构物高度的因素,只有合适、合理的结构物高度才能提升整个建筑的抗震力。

4、结构的抗震防烈度

目前我国对土木工程结构的抗震设防的相关标准要求较低,尤其是在轴压比、配筋率、梁柱承载力等方面。所以在设计的时候要对抗震的防裂度进行考虑,在进行结构设计时一般遵循“小震不坏、中震可修、大震不倒”的基本原则,同时要做好对抗震防烈度的审核工作,以此来提高整个工程的抗震性能。

三、土木工程结构设计时抗震的设计措施

1、合理选择地基场地

合理选择地基场地是促进我国土木工程抗震技术发展的基础保障。在实际施工过程中,设计人员应该结合实际施工状况选择合理的施工场地,施工人员必须深入施工现场,了解土木工程所在地的地质状况,明确该地段的地震活跃状况,结合当地实际地震发生情况对可能出现地震区域进行分析,研究人员还应该准确地评定该区域一旦发生地震后地震的等级以及毁坏程度等。选址过程中,应该尽量少选择不利于施工的场地,如果建设项目中必然存在施工困难的区域,施工人员应该对该区域的地质加工加固,经过筛选后的地基应该处在密度较高或者岩石较多的基土位置,从根本上提高建筑物的抗震能力。

2、关注建筑结构的规则特性

实际施工中,为提高土木工程的抗震能力,施工人员还应该更高度关注建筑结构的规则特性。土木工程结构设计人员应该尽量选择最简单的抗侧力结构,与此同时确保结构的规律特性,在实际施工过程中,在合理分布建筑物承载能力的同时,还能提高建筑物的稳定性和牢固性。如果土木工程的结构不规则,施工时钢心和建筑物结构会出现严重的交错现象,一旦发生地震建筑物架构将出现严重偏离,整体强度降低后土木工程的稳定性也随之降低。因此,设计人员应该关注建筑结构的规则特性,减少因建筑结构不规则引发的地震灾害。

3、合理选择建筑结构原材料

合理选择建筑结构原材料是提高建筑物整体质量的基础保障。钢筋材料在土木工程施工中使用范围非常广,钢筋材料的质量直接决定建筑物的整体抗震能力。因此,施工人员应该结合建筑施工的实际状况,选择合适的材料,在考虑钢筋韧性的同时还应该充分考虑钢筋的受力方向与竖直方向。在选取土木工程施工中使用其他材料时,施工人员在考虑材料抗震性能的同时还应该注重成本控制,从根本上为土木工程的发展提供动力。

4、合理设计隔震及消能减震项目

地震常发带对土木工程的抗震能力要求非常高,土木工程不仅要具备基本的抗震能力还应该具有隔震和消能减震的作用。因此,土木工程研究人员应该在选址期间确保地基的密实性和稳定性,从根本上降低地震对建筑物整体质量的影响。另外,研究人员还应该结合建筑物自身存在差异,明确各建筑物的隔震系数,选择合适的隔震支座,提高建筑物的抗震性能。最后,研究人员还应该设计合适的隔震和抗震构建,明确建筑用材的延性,减小地震对建筑物的破坏。

5、加固设计

第一,如果土木工程的结构设计存在问题,设计人员应该及时增加构建的数量,以增强土木工程整体强度为依据,提高建筑物的整体抗震性能。第二,设计人员应该通过增强建筑物承载性的方法提高土木工程的抗震能力,在扩大建筑物原截面的同时,增加构建提高建筑物的稳固性。第三,如果建筑物的整体结构不符合土木工程抗震标准,设计人员应该及时调整建筑物整体结构,在分散地震力的过程中减少地震对建筑带来的损坏。

结束语

综上所述,土木工程结构中抗震技术对提高建筑物整体质量、增加建筑物使用寿命有直接作用。土木工程建设者应该在明确影响土木工程抗震能力的因素的前提下,从合理选择地基场地、关注建筑结构的规则特性以及合理设计隔震及消能减震项目等方面着手,以此提高土木工程结构的抗震性能。

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