探究土木工程结构设计中的抗震问题崔岩

探究土木工程结构设计中的抗震问题崔岩

辽宁省海城市建设工程质量监督站辽宁省海城市114200

摘要:随着我国社会化进程不断地深入,土木工程的大力开展,自然环境受到的破坏程度逐渐加深,这就使人们逐渐意识到了保护自然环境的重要性,并且在土木工程开展的过程中希望实现与自然的和谐共处。于地震而言,其对土木建筑的影响较大,因此,相关人员在建造土木工程的过程中一定要对地震带来的影响提起重视,并对土木工程结构的抗震技术不断优化,这是建筑行业发展过程中急需解决的问题。

关键词:土木工程;结构设计;抗震问题

1建筑结构其设计概念和内容

结构设计简单来说就是用构造语言来表明建筑师和别的专业工程师想表明的东西。构造语言就是构造师依照建筑与别的专业图面中所提取简化而来的构造元素。包含基本的梁,板,墙,柱和楼梯等等。再作用这些构造元素来构造建筑物和构筑物的构造体系,包含竖向与水平的承载和抗力体系。让各种情况发生的荷载用最简洁的办法传递到基础。构造设计的实质由上可知是:基础的策划,上部构造的策划和细部策划。

2土木工程结构设计中的抗震策略

2.1科学选择结构材料

调查显示,钢结构的建筑物抗震性能最好,现浇钢筋混凝土结构的建筑物整体性能不错并且成本较低,预应力混凝土结构的建筑物弹性变形能力较强,它可以承受较大程度的变形。但是与之相对的是,钢结构的造价和维护费用比较昂贵,所以设计人员还是要根据具体情况斟酌设计。不可否认的是我国大部分的土木工程结构都在采用以钢筋混凝土为主的材料,所以设计人员还是要全面掌握其优缺点,提出相对较好的建筑方案。例如,如果地震持续的时间较长,这种结构的刚度就降低,塑性铰区会出现反向斜裂缝,一旦挤进碎的混凝土,钢筋框架就会出现位移,这是非常不好的后果。设计师一定要严格把关钢筋混凝土的配筋率,找到最优的配比,提高这一结构的抗震性,一旦发生地震,也会保持更长时间的稳定。

2.2加固设计分析

第一点,如果土木工程的结构设计存在一些问题,设计人员可以适时的增加构件的数量,并使土木工程的总体强度不断加强,进而提升建筑的总体控制能力;第二点,设计人员应该将建筑承载性不断加强,通过这样的方式将土木工程的抗震性能不断提高。设计人员可以扩增建筑物原截面,进而加强建筑物的稳固性。除此之外,如果建筑物的总体结构与土木工程的抗震标准不符,设计人员可以针对具体情况调整建筑的总体结构,进而实现分散地震作用力的效果,减轻地震灾害可能对建筑物造成的破坏。设计人员在建筑物加固的过程中可以使用叠层橡胶支座来实现。

2.3在建筑物的节点上进行良好的隔震装置

在土木工程的关键的节点进行良好的隔震材料的使用,减震器等工具的使用可以很有效的将地震的震动影响降到最低。但是在高层建筑中,只能更加良好的进行其他隔震材料的选择,否则就会由于楼层震动周期进行加重,所以在高层建筑中充满了极度的不适。所以在低建筑的领域能够更好的提升减震防震的效果,达到最佳的减震工作,保证低建筑物不被地震所损坏。在低建筑中要积极的进行引导和使用,橡胶垫和其他隔震材料的使用,极大的增加了隔震的方式与方法。

2.4抗震结构设计人才专业化

在进行抗震结构体系设计时,需要专业型人才充分利用专业知识对抗震结构进行设计,这样才能花费更少的精力及成本。由此需要土木建筑企业与各高校展开合作型教学培养,给专业型人才提升知识的同时还能让他们提高动手能力,而采用这种多样化培训方式,不仅能够丰富他们的专业知识,还能让一些有着极强主观能力的抗震结构设计人才直接进入土木建筑企业。

2.5优化土木工程结构

在优化土木工程结构时,需要考虑荷载能力、抗侧力、施工场地等因素。在实际设计中,不能因为对建筑外观的过多追求。在优化土木工程结构时,需要重点关注三个方面的问题。一是注重建筑物的整体稳定性。在进行设计时一定要加强建筑物的宽度参照系数的研究,对建筑物基础的深埋深度进行关注。二要注重楼层平面的刚度。在设计方案的时候可以考虑将楼层设计为刚性的露面计算楼层平面具有的刚度,准确的分析出楼板的实际受力情况。三是注重结构设计软件的运用。要充分运用计算机网络带来的便利,提高设计图纸的准确性和精度。例如可以PKPM软件在高层建筑物设计过程中来分析有限元,计算建筑物内部受力情况挑选最佳的设计方案。

2.6做好抗震标准和检查工作

抗震标准和检查,是指结合各地地震发生态势,出具更具针对性的抗震指标,利用现代化的虚拟现实技术进行性能测试,了解相关指标是否满足设计要求。进行建筑建设前,将各类参数代入到BIM虚拟软件中,构建一个基本模型,再添加地震参数进行测试,了解模型能承受的地震强度,满足设计要求,可投建;不满足设计要求,则对模型参数进行修改,进行2次、3次试验,直到其满足设计标准。BIM技术下,还可以针对一些动态变化进行评估,如结合当地条件,模拟建成10年后建筑的老化、沉降情况,进行开放性试验,判断老化、沉降的建筑能否抵御地震破坏,根据模拟结果进行更多的设计优化。

2.7重视结构基础防震性能设计

第一,地基隔震设计,现阶段土木工程地基隔震设计工作普遍选用沥青原材料,地基隔震主要是在工程地基和土质层之间增设缓冲结构,这样的设计能够在地震灾害发生时缩小震动频率,最大限度地降低工程碰撞程度,并对地震能量进行有效的吸收和反射,从而降低地震灾害对建筑工程主体架构的损坏程度。第二,基础隔震设计,实际工程结构设计工作中普遍选用混合隔震设备、基地滑移隔震设备以及夹层橡胶隔震设备等,是工程结构抗震设计的重要环节,为了最大限度地降低地震灾害对工程上部架构的损坏,这就需要在工程上部架构和基础位置增设隔震位置,从而全面防治地震能量从地基位置朝工程上部架构进行传递,以最大限度地提高工程整体的抗震性能。第三,间层隔震设计,这一设计主要是为了更好地削弱地震冲击力,这一部分设计普遍着重工程原始结构位置,具备简单便捷的优点。第四,悬挂隔震设计,主要利用悬挂的方法把工程整体或部分架构远离地面,这样在地震灾害发生时就能够最大限度地降低地面震感和工程之间的作用力,从而有效提高工程整体结构的抗震性能。

2.8保证计算结果的正确性

在土木结构工程抗震设计中,前提是正确的计算,这直接影响抗震设计,计算结果的正确性要求设计师应当具备一定的计算水平和业务水平,准确计算建筑结构所有区域,保证参数计算具有较强的科学性和有效性,最后在地震设计结构模型中得到合理运用,以此达到显著的土木结构抗震效果。在具体工作中,分析抗震参数计算具有较强的专业性和复杂性,因为涉及到多方面的内容,难度系数较大,根据当地的具体情况应当采用适合的技术。当前,随着科技的不断进步和发展,信息网络技术在土木工程中得到普遍应用,其中BIM技术的效果是十分显著的,在土木结构工程抗震设计中运用该技术可以使抗震设计的正确性、可靠性得到提高。

结语

土木结构中出现抗震结构顺应了时代发展的要求。因为,随着人们对高层混凝土建筑质量的要求不断提升,人们迫切地想要改善居住环境,对于建筑物的安全性也提出了更高的要求。所以在真正地建造过程中,设计师和建造者一定要结合具体情况,探索出相对较好的抗震结构,在提高建筑物抗震性的同时带来更高的经济效益,推动我国建筑行业的发展。

参考文献

[1]黄何.高层混凝土建筑抗震结构设计探析[J].中华民居(下旬刊),2014(3):57.

[2]王瞳.土木工程结构设计中的抗震研究[J].佳木斯职业学院学报,2016(2):496.

[3]梁栋.土木工程结构设计中的抗震设计要点[J].建材与装饰,2016(36):55-56.

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