土木工程结构中的抗震设计的原则与要点

发表时间:2020/3/14   来源:《建筑实践》2019年38卷第21期   作者:孔庆富
[导读] 本文重点分析了土木工程结构中抗震设计的原则与要点
         摘要:本文重点分析了土木工程结构中抗震设计的原则与要点,符合新时期土木工程设计抗震要求较高的特点,能够对相关设计人员优化抗震设计提供重要依据与参考。
         关键词:建筑结构;抗震设计;主要原则;设计要点
        
        
         众所周知,地震会给土木工程带来极大的危害,因此在土木工程的建设施工过程中,抗震技术的应用与发展也受到了行业的普遍关注。基于这一情况,相关工作人员一定要将土木工程结构的抗震技术加以不断优化,这样才可以有效保障土木工程结构的稳定,提升土木工程结构的抗震效果,满足当今人们对于土木工程安全性与稳定性的需求,促进社会经济的进一步发展。
         1、土木工程结构中抗震设计的主要原则
         1.1 抵抗性原则
         在进行土木工程的建设过程中,相关的工作人员一定要全面认识到地震对土木工程结构的不利影响,进一步加强土木工程结构的抗震效果,可以在建筑物顶端设置“反摆”。“反摆”可以在发生地震的时候给建筑物一个相反的作用力,进而有效减轻地震对建筑物结构的损坏。比如,美国的滚珠大楼在抗震设计之中就是遵循这样的原则,在每一根柱子或者是墙体下面都安装了不锈钢滚珠,在地震发生的时候,就可以通过钢梁的弹性伸缩让大楼轻微摆动,进而起到良好的抗震效果。
         1.2 全面性原则
         要想保障土木工程结构的抗震效果,相关工作人员就应该详细分析工程的实际情况,进而合理划分其结构,让每一个部分的结构都得到科学合理的设计,这样就可以让土木工程整体的受损几率得以显著降低。同时也应该充分考虑土木工程结构各个方面的问题,保障所有连接件的功能。另外,在进行盖板、柱体以及基础等的设计工作中,也应该保障各个部件之间的良好连接,提升工程结构刚度,保障其抗震效果。
         1.3 简单化原则
         在对土木工程的抗震结构进行设计时,一定要保障整体的结构足够简单,可以通过简单的方式来算出其受力情况,进而给抗震设计提供更加有利的数据支撑。简单的土木工程结构设计可以有效降低地震造成的损害,同时也可以进一步提升工程整体的稳定性,保障建筑物的抗震效果。比如,辽滨互通立交桥的抗震设计之中,相关的设计人员就通过简单的动力计算,采用集中质量法以及三弹簧法,计算出了基础中桩地震反应和桩基与土层之间的相互作用,进而实现了科学合理的抗震设计。
         2、土木工程结构中抗震设计的实施要点
         2.1科学确定抗震强度
         土木工程的建设规模、结构设计要求等都存在较大差异性,因此在强化土木工程结构设计抗震性能问题上,必须要结合工程实际情况而定,科学明确工程结构抗震强度。结构设计人员在开始结构抗震设计工作之前需要严格遵循国家相关法律法规以及规范的规定,按照工程结构抗震设计标准为基础,加强对建筑抗震强度标准、地震危害标准等相关文件的掌握,结合工程外形、房屋高度、结构类型以及烈度合理开始制定梁结构、墙结构的设计方案,保证每一个结构节点都能够具备符合标准要求的抗震强度,相互之间可以互相分担震灾发生时的作用力,提升整体结构的抗震效用,这样才能够不会出现土木工程一个结构点在震灾中疏导破坏从而降低所有结构节点的抗震性能现象。


         2.2 确保选址的合理性
         地质活动状况、自然环境条件等都是影响土木工程使用寿命和建设质量的重要因素,因此设计人员要严谨工程选址工作。全方位的考虑工程地址活动实际情况和变化趋势,到工程现场勘察土地结构、土壤状况、周边自然环境条件等,分析这些影响因素,结合调研分析结果,秉持认真严肃的科学态度来选择工程最为适宜的建设地址,从而避免工程建筑受到场地隐患影响,降低其稳定性和结构抗震性能。在选择建设地址时不可选择地震频发地区、滑坡频发地区、地质断层带的地区来建设工程,要尽可能在有益于抗震的地段来建设工程,从而增强工程结构天然的抗震性能和稳定性能,让建筑得以在基地坚固、开阔平坦的地段上更好的利用这些优质资源,提高工程结构牢固性,使工程在面对震灾时能够降低破坏程度和速度,有充足时间进行赈灾补救工作。
         2.3加强科学的结构分析
         工作设计人员要加强工程结构分析与设计工作,为了提高结构整体抗震效能,全面分析结构立面效果和平面效果,保证工程结构具有科学性,能够满足传力体系的设计需求,最大限度将设计偏差缩小。同时细致分析工程结构计算工作,结合建筑学原理、力学原理知识,利用先进的信息技术和计算机软件构建建筑虚拟结构模型,清晰呈现结构中的具体数据和参数信息,以便及时发现影响结构整体稳定性的设计问题,采取有效的调整完善措施,改进结构设计方案,提高抗震能力。此外,设计人员还要合理布局整体结构,充分考虑工程建筑位移因素影响,将其纳入到设计要点中,使用定向分析法保证工程结构下层部分良好的延性比,避免工程出现大规模的形变影响抗震性能,从而更好的削弱地震冲击波作用。
         2.4严格材料选择
         保证结构抗震效能目前,抗震性能良好的土木工程结构材料越来越多,将其应用到土木工程结构设计中,可以发挥新型材料环保节能、价格低廉、抗震性能极佳的优势作用,进一步强化土木工程结构抗震能力。因此,设计人员要积极选用先进的结构材料,结合钢筋混凝土结构现有的缺点和优点,合理使用新型结构材料,调整结构配筋率,从而增强工程结构抗震效能,同时减少工程材料成本投入,保质保量的完成工程建设,创收更多工程施工效益和社会效益。
         2.5确保抗震防线合理化
         抗震防线的合理设置,可以从根本上保证土木建筑工程的完整性,能够进一步提高其抗震性能,这一过程具体的工作原理如下:在地震发生的基础上,确保延伸性能较好的建筑内部结构构件能够最大程度发挥其良好的抗震作用。在抵挡地震的过程中,当第一道抗震防线发生损坏时,其余的抗震防线才会受到损坏,因此,在抗震设计中,设计者要尽可能多的设置抗震防线。除此之外,要严格控制土木工程材料的质量,不仅要满足土木工程项目整体的机构性抗震性能,还要避免工程项目内部结构失去稳定的现象发生,在选取土木工程施工的材料中,要尽量使用抗震效果好的施工材料,且合理科学的将先进的施工工艺引入到施工现场,从而防止地震事故发生,保证土木工程建筑的安全可靠性。
3、结语
         综上所述,通过采用合理科学的建筑工程体系,适当提高建筑物的抗震设计等级、增强对设计结构的合理配置设计以及妥善安插抗震防线等等,确保土木工程项目的抗震性能得到切实提高,防止土木工程建筑项目再次发生结构失稳的现象。同时,作为一名建筑工程的设计人员,要不断更新自己的设计理念,发展和创新技术手段,与时俱进,提升自己的专业素养以及专业知识,丰富设计内容。还要利用有限时间学习大量的抗震设计知识,并且遵守相关的规范要求,确保土木工程建设的抗震性能实现全面提高。

参考文献
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