沈阳职业技术学院辽宁沈阳110045
摘要:抗震性能以及结构的稳定性和安全性是在土木工程结构设计当中的重点,同时也是人们关注的重点。在设计过程中,设计人员要掌握现场的情况,选择合适的施工场地、布置合适的结构体系以及使用抗震材料,掌握抗震设计要点,从而有效的提高结构的稳定性以及安全性。
关键词:土木工程;结构设计;抗震
1抗震结构在土木工程设计中的必要性
地震是一种常见的自然灾害,是地壳运动到一定程度产生的剧烈地质变化,对人类生活的安全与稳定造成的巨大的影响。从有关资料的分析可以看出,地震这种自然灾害不仅发生次数多,波及范围广,而且给人们带来巨大的经济损失,威胁人们的生命安全,使整个社会都承受了巨大的恐慌。其中,建筑物的大面积崩塌,是导致这些损失的主要原因。因此,在建筑行业未来发展的过程中,提高对土木工程设计中抗震结构的重视程度,从整体上提高建筑物的抗震性能是十分必要的,也是相关人员未来努力的主要方向。同时,也是有效减轻地震对建筑物影响的最佳方式。
2影响土木工程结构的抗震性能的因素
2.1土木工程建设的场地选择
对于土木工程结构来说,其场地的合适与否是影响其抗震性能的因素之一。因此,在进行土木工程结构建设的过程中,工作人员首先要做的就是选择一定合理的施工场地,从而保证土木工程结构的抗震性能。但是,在选择结构施工场地的过程中要注意以下几点:(1)仔细检查场地的地基状况。土木工程结构施工场地的地基只有在保证拥有一个平稳的状态,才能够避免其在发生地震时由于地基不稳而导致结构损坏甚至是倒塌的现象。(2)保证场地的平坦性以及开阔性。在发生地震时,通常都会出现断层以及滑坡的现象,因此在选择场地时一定要选择较为开阔平坦的地区,从而保证地基的稳定性,以此来提高结构的抗震性能,从而避免出现滑坡以及断层的现象。
2.2材料的选用以及结构体系的设计
合适的建筑材料以及结构体系与土木工程结构的抗震性能有着非常紧密的联系。因此在进行结构体系和材料的选择时一定要根据结构抗震的需要来进行,以此来提升结构的抗震性能。当前,钢筋混凝土结构时土木工程施工当中常用的结构体系之一,但是其在使用当中常会出现侧移以及弯曲的现象,大幅度的降低了结构的抗震性能。实际上,钢结构以及型钢混凝土这类的结构能够有效的提高结构的抗震性能和降低柱断面尺寸,从而达到抗震的目的。
2.3合理控制土木工程结构的高度
无论是何种结构都要对其高度进行合理的控制,这样才能够保证结构的抗震性能。在地震灾害当中,建筑结构的受损程度与其高度是成正比的,因此要想降低地震对结构的破坏就要将其高度控制在合理的范围内。过高的建筑结构其稳定性就不能够承受地震的冲击力,结构也就出现一定的变形现象。在进行结构设计时,设计人员要结合工程施工环境以及现场的情况来进行高度的确定,以此来提高结构的抗震性能。
3提升土木工程结构抗震性能的措施与方法
3.1提高土木工程抗震结构的合理性
在地震发生时,建筑物主要依靠土木工程结构的抗震性能来转化地震时所产生的作用力。因此,在土木工程抗震结构的设计中,务必要重视此问题的重要性,确保抗震结构的合理性与稳定性。良好的建筑结构设计应当能够使建筑物通过抗测力,从而形成双向固定结构,从而使梁、植株以及墙体之间能够处在同一水平轴上。如此一来,建筑物在地震到来时,因其作用力出现剪弯力破坏,应确保墙体与梁之间的变形在合理的范围之内。此外,在梁设计的过程中,应遵守强弱梁的原则,从而有效的提高墙体各个部位的承载能力,从而使其抗震性得到良好的发挥。
3.2按抗震等级对土木工程结构进行划分
地震根据等级不同,产生的破坏力也不同。因此,在土木工程抗震结构的设计过程中,要分别对梁结构与强结构进行处理,并根据当地地震历史情况分析,使其满足该地区最高等级地震的抗震能力,从而确保建筑物整体结构的适用性与稳定性。与此同时,在设计的过程中,要充分的考虑到钢筋混凝土在地震时的承载力与延展性。建筑物延展性的提升,有助于建筑物中各构件强度与刚度方面的提升,使建筑物抵抗地震作用力的效果增强。如此看来,在土木工程的结构设计中,要有效的提高同层之间柱的抗震能力,务必要确保其梁端与柱端的塑胶行,使建筑物的整体抗震性能得到有效的提升。
3.3确保抗震线的完善性与多层性
建筑工程项目在设计抗震结构的过程中,目的便是希望其在地震来临时,能够充分的发挥出其应有的作用,有效的提高建筑物的整体抗震能力,避免建筑物发生大面积的崩塌,使建筑物及其众多的使用者得到了有效的保护。在土木工程的设计过程中,还要特别注意其延展性的提高,从而有效的将建筑物的刚度与强度进行有效的结合。如此一来,在地震来临时,便可以更好的将地震产生的作用力分散到建筑物的各个部门当中,使整个建筑工程项目的抗震能力得到进一步的提升。在抗震结构构件的安装过程中,务必要加强框架内部同一水平柱两段的长度,从而有效的防治柱的地段出现塑胶性的变形,从而有效的纠正柱端与梁端产生的塑胶性情况,从而有效的分散塑胶性变形所产生的影响。经济与科学技术的不断提高,使得城市化进程不断加快,高层建筑成为了建筑工程项目的主要施工之一。在该地区最强地震等级无法确定的情况下,建筑结构的设计很难保持较高的准确度,因此,在设计土木工程结构的过程中,应尽可能推动土木工程结构的概念设计。
3.4均匀地进行竖向设计
设计人员在进行结构设计时一定要合理的掌握控制建筑高宽比以及上下结构比例之间的竖向收进尺寸,同时要对其竖向受力进行深入的分析,从而保证抗震性能。同时,设计人员要确保结构不会在突然受力的作用下而出现变形现象,也就是说要保证结构整体的强度和刚度,这就要求其在设计时要保证洞口的整齐性。此外,设计人员要保证同一层的竖向构件与其它层刚性的一致性,通过合理的措施来提高结构的延性,从而保证其整体刚度的平衡性,同时确保其能够有效的分散地震的能量。
3.5在建筑物的节点处设置隔震装置
在发生地震时,其能量会从建筑物的底部逐步的传递到其顶部,也就是说其能量是不断上升的。因此在建筑物的各个关键节点设置一定的隔震材料或减震器能够降低地震能量传递的影响。由于高层建筑使用隔震装置会将楼层的自震周期加强,隔震装置的作用不能够得到有效的发挥,因此其不适用于高层建筑当中。在较低的建筑当中应用的隔震材料较为常见的是橡胶垫以及混合隔震措施,在进行隔震设计时,粘性隔震、设置隔震支座以及摩擦隔震这三种方式较为常用。其中,在建筑物当中设置隔震支座能够有效的提高建筑物的稳定性,同时能够吸收地震能量,具有一定的自我恢复能力,其应用更加的广泛。
结束语
总而言之,目前我国建筑行业发展迅猛,各类大型的房屋建筑工程如雨后春笋般的涌现,加之房屋建筑规模不断扩大,要想提高抗震能力,首先就要做好其内部结构的优化设计。在房屋建筑的结构设计中积极运用优化设计方案,是一项系统性、专业性均极强的工作,这就需要设计人员具备充足的理论知识以及丰富的设计经验,以及先进科学的设计技术等,全面提高房屋的结构设计效果,保障建筑后期使用的安全性、实用性以及耐用性等。
参考文献:
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