段文华 朱生亮
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摘要：如今，土木工程结构抗震设计已经成为设计人员普遍考量的问题，抗震设计水平不仅决定了建筑的稳固性和实用性，也会为人们生活和生产提供保障。抗震设计在保证建筑结构功能性的基础上，增强抵抗外界环境侵害的能力，降低外界不良环境带来的影响，以保障人们的安全性，为城市经济发展带来助力。
关键词：土木工程；结构设计；抗震设计
地震灾害具有很高的破坏性，无法事先准确预测，并且突发性强。这对建筑结构的安全有更大的影响，并对人们的生命和财产构成严重威胁。基于此，有必要在设计过程中改进土木工程结构的抗震设计，优化建筑物的抗震能力，减少地震波冲击带来的威胁，延长建筑物的使用寿命。本文将分析和讨论土木工程结构设计中的地震问题，以供参考。
1 土木工程结构抗震设计的意义
土木工程结构设计中抗震设计的意义体现在以下三方面：一是增强土木工程结构的抗震性。抗震设计目的就是优化土木工程结构的抗震性，以科学手段和措施提高土木工程结构抵抗外力侵扰的能力，降低地震震波对建筑结构的影响，维持工程整体的安全性、稳定性。二是增大工程结构的刚度和强度。抗震设计可对土木工程结构布局实行重新调整，对结构刚度和强度要求有所提升，这样在地震震波的作用下，才能避免结构位移或裂缝等问题的出现，控制土木工程坍塌的可能。三是完善土木工程结构的抵抗性能。抗震设计可对土木工程结构性能参数加以科学调整，优化结构抵抗地震等外界干扰的性能，减少地震灾害带来的破坏和损失，强化建筑的实用性。
2 抗震设计方法
2.1 结构选择
结构的确定是抗震设计的第一步，目前常用的结构选择方式以底部剪力法为主。该方法运用了地震反应谱理论，以总地震剪力和等效单质点水平作用力计算结构的总地震作用，从而确定结构特征。不过在使用该方法时，要注意以下几点：抗震结构的高度保持在40米以内；具备良好的抗剪力变形能力，刚度较好，高度分布均匀。
2.2 不规则结构处理
对于不规则建筑结构或高度有一定限制范围的建筑结构来说，由于结构布局排列存在不确定性，应力划分不齐，这使得抗震设计面对较多难点，最终设计效果有所偏差。而针对这类型的建筑结构，设计中要先利用时程分析法进行不同地震等级下应力和动力的科学计算，了解变化特征，完善抗震设计内容，提高建筑结构的抗震等级。时程分析法作为动力分析法的一种，在不规则结构处理中，可准确计算结构在地震灾害发展前后存在的内力变化参数，了解存在的变形问题及状态，结合计算结果做好抗震规划，以优化薄弱环节的抗震性能，提升建筑的抗震等级。
2.3 土层加固
基层结构稳定性会影响到建筑结构的抗震性能，如果在土木工程结构设计中，遇到软土层结构，设计人员有必要按照工程要求对软土层实施加固处理，以增大土层硬度，加大基层结构的承载力，确保在地震灾害发生时，基层有很好的抵抗和缓解能力，减少地震带来的破坏。设计人员设计作业开始前，需做好现场勘查工作，准确掌握地层特征，合理规划设计内容，注重基层结构稳固性。
3 提升土木工程结构抗震设计有效性的策略
3.1 做好现场勘查，明确抗震要求
土木工程由于规模不同，结构类型不同，在抗震设计上也会存在较大差异性。所以在具体设计工作开展中，设计人员需做好现场勘查作业，按照工程具体要求，对抗震等级加以明确。设计人员在开展土木工工程结构抗震设计时，需对现有的法律法规加以明确，严格按照法规要求开展设计活动，注重抗震结构的合理性、各项参数性能的可靠性，以优化土木工程结构质量，增强工程的稳固性。
在抗震强度、地震危害及等级确定上，应做好资料收集工作，综合考量与分析，注重结构设计合理性，达到抗震要求，同时使每一个结构节点都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，这样才可规避土木工程一个结构点在震灾中遭到破坏，进而降低所有结构节点的抗震性能现象。
3.2 科学选址，控制地震灾害威胁
地震的发生主要是由于板块碰撞引起的，这与地质岩层运动、自然环境变化及人为操作有直接关系。为降低地震灾害对建筑的影响，结构设计人员应做好科学选址工作，通过对地质地貌的勘察、对土壤、水文、环境变化特征的了解、对历史数据资料的分析，科学选择建筑所在位置，远离地震威胁，提高建筑稳固性和安全性。
在土木工程结构抗震设计中，设计人员需全面了解近几年内建筑所在区域的地质变化特征，调查自然灾害的发生率及对周边环境带来的影响，从而确定建筑所在位置，避免因场地影响而发生危险事故，提高土木工程质量。通常情况下，会将建筑选址设定在平坦、宽敞区域内。选址过程中，对于曾经出现过地震、滑坡现象或存在断层带的地区，人员需予以详细标注，尽可能避开这类地区，如果不能避免，则需做好勘察和了解，合理规划设计方案，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，加强工程结构稳定性，使工程在面对震灾时，能够降低破坏程度，延缓地震波及速度，有充足时间开展赈灾补救工作。
3.3 科学布局，缓解地震能量带来的直接威胁
在土木工程结构抗震设计中，为优化抗震性能，就需要对工程结构加以科学分析和预测，合理规划布局，降低地震能量对工程结构带来的威胁。一般会以简单结构布局的方式，缓解地震能量带来的威胁。简单结构的规划布局简单方便，对于应力的划分可做到清晰明确，并了解外界荷载加重下结构可能存在的问题，便于及时调整和处理，增强结构稳固性，这样在地震灾害发生时，利用结构间的相互作用力可缓解多余的地震能量，维持结构稳定性。
而复杂或不规则结构的设计，需要考虑内容较多，受力划分必须做到精确计算，难保不会存在失误或偏差问题，威胁结构安全。由此可知要想增强建筑物的抗震能力，减少地震对建筑的破坏，需通过科学的布局，发挥出建筑物的抗震作用，促进我国土木工程的快速发展。
3.4 增设抗震线，加大抗震保护力度
土木工程设计中需要对地震等级危害实行科学规划和布局，采取有效的抗震措施和方式，优化工程抗震性能，确保地震发生时，建筑结构极具稳定性和安全性，减少人员伤亡和财产损失。
鉴于此，在土木工程结构抗震设计中，为降低地震灾害带来的破坏和损失，避免坍塌问题的产生，可采用增设抗震线的方式，以多重保护的方式来加强抗震效果，保护工程施工，增强建筑功能性。在工程设计阶段，设计者应根据工程项目的使用情况，有针对性地进行抗震线延展设计，增强建筑物的建筑强度，当地震来临之时，更好的分散建筑物所受到的压力，有效增大建筑物的抗震程度。在建筑抗震构件安装过程中，为发挥构件作用和功效，增强结构稳固性，需要对框架内部水平柱两端长度加以规划和控制，合理计算塑胶性变形带来的影响，规划抗压能力，提高结构连接的紧密性，削弱地震能量传输中带来的破坏，从而避免病害问题的产生。
此外，随着我国社会经济的快速发展，高层建筑数量逐渐增多，由于建筑高度的增加，对土木工程结构抗震性能要求也有所提高。设计过程中，设计人员应精准计算抗震等级，合理设置抗震线，维持结构安全性、稳定性，以降低危险系数。
4 结语
土木工程的结构抗震设计，需要选择合适的施工方法，做好现场勘查和分析，注重布局的科学性，科学选址，增设抗震线，以此有效防控地震灾害带来的威胁，优化建筑结构的性能，保护居民的生命财产安全。
参考文献
[1]张佳明.关于土木工程结构设计中安全性与经济性的探讨[J].建筑发展.2016
[2]黄绘萍.论土木工程结构设计中对抗震问题[J].建筑技术研究.2020
[3]王泽龙.民用建筑结构设计中抗震设计的探讨[J].建筑技术研究.2020