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摘要:近年来,我国建筑行业的发展十分迅速,同时,人们对建筑工程的性能要求也是越来越高,因此,建筑行业就需要采取一定的措施来提高土木工程结构性能。土木工程结构抗震设计是工程设计中的重要部分,也受到人们的广泛关注,如何有效进行土木工程结构的抗震设计是建筑行业发展中需要重视的内容。本文就针对土木工程结构设计中的抗震进行研究,希望为土木工程结构抗震设计提供一定的帮助。
关键词:土木工程;结构设计;抗震
引言
随着社会经济的快速发展,人民物质水平的不断提高。建筑行业也在不断的发展和改变,土木工程作为建筑行业中的重要工程,有着极其重要的地位。土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等技术活动,也指工程建设的对象。在土木工程结构设计中,抗震一直是人们所关注的重点,抗震研究对建筑结构的性能和稳定性有着非常重要的作用。
1土木工程结构设计抗震的意义
①有助于提高土木工程结构的抗震性能。土木工程结构抗震设计最根本的意义便在于提升抗震性能,通过一些技术手段,使得土木工程结构能够在一定程度上承受地震的冲击,让土木工程结构能够更加的安全;②有助于提高土木工程结构整体刚度。土木工程结构在设计中整体刚度较低,这也是其在运动作用力下较容易垮塌的主要原因,而抗震设计主要就是通过设计来提升其整体刚度,促进其抗震能力的提升;③有效降低地震对土木工程结构带来的不良影响,间接减小地震灾害的危害性。
2土木工程结构设计中影响抗震能力的因素
2.1材料的选择
不同的材料会使得土木工程结构中抗震设计取得不同的效果,如果建筑材料本身就具有较硬的强度,不轻易产生变形,能够在结构中避免建筑发生坍塌的情况,我国普遍的土木工程建筑都使用钢筋混凝土作为一般建筑材料,但这一材料的硬度和韧性都较低,容易产生弯曲、侧移和变形的状况,所以在进行抗震设计时一般不选择钢筋混凝土作为原料,而是选择具有较强硬度和韧性的钢结构作为抗震建筑材料。在材料的选择上要坚持科学、实用和有效的原则,确保建筑结构能够达到抗震设计中承载强度和刚度的目标要求,将内部结构进行稳定的连接,确保柱体和隔板之间具有充分的空间,提高土木工程结构建筑竖直水平上的抗震能力。
2.2场地选择
场地选择也是在土木工程结构设计中影响抗震能力的重要因素,地理环境的不同可能出现地震的概率也不同,受到地震破坏的程度也有所差异,所以在进行土木工程建筑设计时要进行选址,宽阔的场所能够有效提高建筑结构的抗震能力,并且能够建造一个坚实牢固的地基,良好的地基是一个土木工程结构稳定性和安全性的前提条件,只有修建良好的地基才能从根本上保证土木工程结构的抗震能力,如果在场所的选择上出现问题,就会导致建筑结构无法在地震时有所抵抗,土地的选择也需要较为坚硬且密实,在容易出现滑坡的地方和靠近山坡的地方要尽量减少建筑施工。
2.3结构高度
为了减少土木结构因为地震造成的损坏,要在土木工程结构中加强抗震设计来提高其安全性,在抗震结构设计中存在一些影响因素,首先最重要的就是土木工程结构中的高度因素,不同高度的土木工程结构需要进行不同的抗震设计,当地震发生时,层数较少的建筑会受到较小的损坏,所以在进行建筑设计时不能一味追求外观形象的独特而建造过高的建筑结构,在进行抗震设计时要关注土木工程的结构高度,根据结构内部受力情况准确计算抗震效果来进行合理科学的规划。
3土木工程结构设计中的抗震方案
3.1使用特殊的防震材料
土木工程结构的抗震性能与其防震材料的使用具有密切的关系,因此,为了提高土木工程结构的抗震性能,就可以使用相应的隔震材料来进行工程结构的隔震处理。对于防震材料的使用,主要是针对工程的地基来进行相应的处理,从而来降低地震的发生对建筑所产生的损害。对于传统的防震处理来说,可以在工程地基底部部分铺设一定的砂子以及黏土,从而对地震能量产生一种缓冲延缓的效果。而近年来,随着技术的不断进步和提高,也是产生了一定的新型处理方法,比如于建筑的地基位置铺设一定的沥青,其比砂子以及黏土具有更好的减震效果。另外,在建筑围栏以及墙体材料的选择上,尽量选取一些材质比较轻的材料,就可以有效的降低地震带来的危害。
3.2在建筑物的节点处设置隔震装置
土木工程结构的关键节点位置来设置相应的隔震材料,也是降低地震危害的有效措施。在地震发生时,其产生的地震能量具有不断上升的趋势和状态,这种能量是从建筑结构底部向顶部进行传递的,如果在建筑的关键节点处设置相应的隔震装置,就可以一定程度的对地震能量的传递产生抑制作用,从而降低其危害的程度。但是,设置节点隔震装置的方法也存在一定的局限性,一般是不用于高层的建筑类型,高层建筑如果采用节点避震装置则会对楼层自震的周期进行加强,因此,其避震的效果并不是很明显。对于这种节点隔震措施的使用来说,其组成比较简单,一般采用橡胶垫等比较常见的材料或者混合隔震的措施,其隔震方法包括摩擦隔震、隔震支座的设置以及粘性隔震等。隔震支座的设置一般具有稳定支撑建筑结构的效果,还具有良好的恢复能力,因此其对地震的能量吸收具有不错的效果。
3.3基础结构优化设计
就目前的情况来看,在设计的时候基础结构设计的质量会对建筑物的功能、稳定性方面产生直接影响,因此在进行设计的时候需要加强基础结构优化,全面进行地基地质、桩基方面的优化,全面掌控各个性能要求,从而能够更好地确保桩基的形式,长度等,使得建筑的基础结构达到一个平衡点,并将其作为一个基础,从能够更好地确保建筑物结构的强度以及稳定性能。在一些墙体的结构设计中,设计者需要重视墙体的尺寸,将其控制在合理的范围中,确保墙壁横截面能够符合抗震需求,从而更好的确保在发生地震的时候土木工程建筑出现明显的倒塌以及裂痕情况。
3.4合理运用多道防线的设计
在进行土木工程结构抗震性能设计的时候需要运用多道防线,在发生地震的时候才能够达到抗震的效果。但是即使做到这样也会存在一定的安全隐患,对此在进行设计的时候需要设计多道防线,从能够更好地发挥防线的作用,进一步降低地震带来的破坏,确保建筑物的安全性能,为人们的安全提供保障。
3.5均匀竖向设计
在进行土木工程的抗震设计时,竖向结构是其抗震设计中的重要部分。竖向抗震设计中,在对其横隔层部分设计时,要对建筑的横隔层上下的比例进行准确的掌握,同时还需要对横隔层竖向的尺寸进行掌握,来保证其分隔层具有良好的均匀性,并符合规定的标准要求。然后,再对其竖向的受力进行准确有效的分析。另外,竖向设计中需要涉及到开设洞口的部分,还要保证其洞口具有良好的整齐性以及规则性,这样可以有效的提高土木工程结构的强度和刚度,从而避免土木工结构受到突然的冲击或者刚度发生突变时,而使土木工程结构产生扭曲或者变形。同时,还要保证土木工程结构具有良好的延性与刚性,要求结构的相同层面支柱和其它的连接结构要具有一致的刚性,这样可以有效的提高其延展性。在进行相应的填充墙设置的时候,还要保证其墙柱合理的分类,并设置相应的防震缝。
结语
综上所述,在土木工程结构抗震设计中,要遵循一定的抗震设计原则,进而根据实际的土木工程结构情况来严格按照设计要求进行设计,这也是保证土木工程结构具有良好抗震性能的必要条件。
参考文献:
[1]刘青青.分析土木工程结构设计中的抗震研究[J].工程技术:全文版,2016(12):00165.
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