大庆高新技术产业开发区规划建筑设计院 黑龙江大庆 163316
摘要:我国社会发展进程在不断加快,国民经济水平也在不断提高,建筑行业也随之得到极大的发展。就土木工程来说,其不仅要保证施工的实际质量,同时注重对建筑结构进行抗震设计,促使建筑抗震能力得到显著提升。在进行抗震设计时,注意将其与建筑实际状况和当地地质环境相结合,进而寻求合理有效的结构设计改进措施,保证人们的居住安全。
关键词:土木工程;结构设计;抗震设计要点
引言
土木工程结构抗震性能,是衡量土木工程结构安全性的重要指标。在土木工程的结构设计作业中,如何确保建筑抗震结构设计质量和建筑结构安全性,已引起了广泛的关注。
1土木工程结构设计中的抗震结构设计问题分析
1.1适用性问题
在建筑结构中,抗震结构设计的适用性是重点考虑的问题。设计方在进行抗震结构设计中,对施工现场的勘察及背景调研作业落实不足,会造成其抗震结构设计方案与实际工程需求不符。最终使土木工程抗震结构设计作业无效,并且出现返工设计及设计周期延长的现象。不利于项目工程的整体进度控制,设计方案出现适用性问题,对工程实际应用中的安全性,也造成了较大的影响。
1.2整体性问题
建筑结构设计中抗震结构设计为一项整体性的设计工作,因此落实抗震结构设计中的整体性控制,对土木工程后期的应用安全及土木工程的结构稳定性提升,发挥了重要的作用。其中整体性控制存在问题主要表现在结构应力设计不均衡、设计方案存在缺陷及工段间设计工艺差异化过大等方面。该类问题的出现,降低了土木工程的结构抗震效果和安全性,造成施工进度延长,在施工中,也加大了施工难度,提高了工程造价成本。
2土木工程结构设计中的抗震设计要点
2.1合理选择建筑场地
开展土木工程结构抗震设计之前应对建筑场地进行合理化的选择,应尽量将建筑场地选在地质结构较为稳定、地势开阔、地下土质的承载力强、地基处理难度低的地区,以确保土木工程地基处理工作的难度较低且地下土体能够对建筑物起到较强的嵌固作用。并且,建筑施工区域也不宜设置在地震断裂带、河道边缘或采空区等区域。如果经过地质勘察工作了解到地下土体较为复杂,应为避免建筑物出现不均匀沉降而采取必要的地基处理工作,设计人员应对地下土地的各项参数进行分析,结合上部结构对地基处理的要求帮助施工单位选择合适的地基处理方式。
2.2依据抗震标准,规范建筑高度和宽度
建筑结构的高度与宽度与建筑的稳定性具有直接的联系,高度与宽度比例失衡就可能会为建筑埋下一定的安全隐患。通常情况下,抗震建筑的设计有相应的标准,针对不同类型的建筑有着不同的标准。设计人员在设计过程中要严格按照相应的标准实施,对于高度或者宽度设计不符合相应的标准或者高宽比例失衡,就需要进行适当的调整,或者按照相关补救措施,在建筑特定部位设计加固,以保证建筑整体的稳定性符合抗震建筑的相关标准。例如通常对于高度与宽度失衡的建筑,如若不能改变其高度与宽度,就需要在其底部设计加固,一般增加竖向构件进行加固,由高品质的混凝土进行加固。此外,此方面的计算工作需要依据相关部门给定的标准进行,以确保相关数据符合标准。
2.3设定抗震等级
在设定抗震等级时,必须确保抗震等级必须高于地区抗震等级,这种等级划分,主要是为了避免在常规地震条件下房屋结构出现大规模坍塌现象,同时提高在地震等级异常情况下小幅抗震能力,为居民逃生赢得时间。因此,设计者应该着重注意依据抗震等级进行抗震结构设计,为此,相关单位应该依据当地实际情况,通过借助当地地质勘查部门以及查阅当地历史地震等级记录来确定当地地震等级。除此以外,在确定当地地震等级时,还应该重视地震周期,避免房屋建筑在经过长时间使用后性能下降时遭遇地震,一旦出现这种情况,会给当地居民的生命财产带来极大的损失。因此设计者应该根据地震周期进行调整,确保抗震性能在地震周期内可靠性有保证。
2.4结构性能参数计算
在进行抗震结构设计时,还需要多加注重其结构性能参数的设置。一方面,建筑结构性能参数直接关系到抗震结构设计是否合理;另一方面,结构性能参数也对建筑结构的抗震性能有着较大影响。所以,工作人员在开展设计工作时,必须要精准、正确的计算出建筑体需要承受的作用力。另外,还需对发生地震灾害时,建筑体应具备的荷载作用力(用以抵抗地震的冲击作用力)进行计算。并且,为了更为有效的保障建筑体的抗震性能,就必须进一步提升相关数据的准确性。对此,可采取构建建筑抗震模型的方式来模拟不同地震强度时建筑的反应。总而言之,相关设计人员应充分利用计算机来计算建筑体结构稳定性的各项参数,以此更好地保障建筑抗震结构设计的科学性和合理性。
2.5恰当选择结构体系
在土木工程抗震结构设计中,设计人员往往需要首先关注结构体系的恰当选择,不同结构体系表现出了不同的抗震性能机制,在后续具体抗震优化设计过程也需要针对性地处理。总的来看,为了较好地确保土木工程结构具备较强抗震性能,需要确保建筑结构平面布置相对规则,体现较强对称性特点,竖向受力构件能够在整体结构应用上具备较为理想的传力效果,避免存在较为严重的传力间断问题,如此也就可以较好提升其整体结构抗震性能。在土木工程结构抗震设计中选择结构体系还需要考虑到抗侧力构件的有效连续布置。抗侧力构件往往在土木工程结构体系中发挥着重要抗震性能,应该结合不同结构区域的抗震需求,予以合理布置和运用。比如在框架剪力墙结构体系应用中,剪力墙构件是主要的着抗侧力构件,属于第一道抗震防线,应该从土木工程结构的各个不同组成部分入手进行深入分析,确保楼梯间、主体结构、电梯间等都能够得到有效兼顾,且剪力墙之间的间距应该适宜合理,避免间距过大带来严重威胁。此外,在剪力墙结构的具体布置中,往往需要优先设置为L型、T型或者是[型,进而促使其具备更强的整体作用效果,抗震性能得到提高。针对不同结构体系中的楼盖也需要满足构造要求,确保楼盖结构整体性与竖向构件协调有序,能够作为水平隔板传递水平力,更好地提升土木工程结构抗震效果。
2.7优选抗震装置
在土木工程结构抗震设计优化中,为了较好地提升整体抗震效果,还需要重点关注抗震装置的恰当选择和运用,利用一些合理的隔震以及消能减震装置,加大对土木工程结构的保护力度,避免土木工程受到严重损坏。随着当前我国建筑行业的发展,相应消能减震装置同样也越来越先进,在土木工程结构中可以进行恰当选用,比如调谐质量阻尼器(TMD)就能够较好地作用于土木工程结构体系,确保土木工程具备更强的抗震性能,可以在地震力作用力下形成有效应对效果;各类抗震支架的准确选择和应用同样也较为重要,需要结合不同土木工程结构进行搭配运用。
结语
在如今人们追求建筑安全性的时代,设计抗震建筑十分必要。在设计过程中,要遵循多元化抗震设计原则,并保证各部分功能有效发挥,同时,要科学地进行结构设计,对结构强弱的分布要合理。在设计过程中要依据抗震标准,规范建筑高度和宽度、合理设计建筑结构,以此增加建筑的稳定性和安全性,保障人民安居乐业。
参考文献
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