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浅谈土木工程结构设计中的抗震设计要点

2019-11-29张运香

建材发展导向 2019年19期
关键词:抗震结构设计稳定性

张运香

(山西路晟交通建筑设计有限公司,山西 太原 030006)

当前,我国诸多地区均受到了地震灾害的影响,其不利于建筑结构的稳定性和安全性。而建筑是社会生活中的必备因素,如受到地震灾害的负面影响,就会出现结构变形或倒塌等问题,引起严重的后果。因此,要不断优化土木工程抗震性能,提高工程的质量。

1 土木工程结构抗震设计的意义

抗震设计在土木工程结构设计中,能够增大结构的抗震能力,土木工程结构抗震设计以优化结构抗震性能为目标。设计者需合理利用技术手段,确保土木工程结构能够承受较大的地震作用,增强结构的安全稳定性。再者,土木工程结构刚度低是其受到地震作用力后发生变形和坍塌的主要原因。所以,抗震设计中,要采取多种设计手段不断提高结构的刚度,增强结构的抗震能力,以减轻地震对土木工程结构产生的负面影响,缓解地震的破坏。

2 土木工程结构抗震性设计的主要原则

为了优化土木工程结构设计中的抗震性能,设计人员需在抗震设计前熟练掌握土木工程抗震设计中的基本原则,其主要体现在三个方面,分别为简单化原则、整体性原则和抵抗性原则。

2.1 简单化原则

在土木工程项目结构设计中,简单规则的结构体系具有良好的抗震性能,这主要是因为,同复杂的土木工程结构体系相比,简单的土木工程结构体系简化了结构力学计算的步骤,计算的准确性明显提高。且简单化的土木工程结构体系也更容易控制结构设计的合理性与平衡性,规避了复杂的结构设计形式,保证了结构设计的安全性及稳定性。同时,简单的土木工程结构体系还可有效降低地震带来的负面影响,减少地震中的力学传递,从而有效优化结构抗震性能,结构也可更好地抵御外界因素所产生的负面影响。

2.2 整体性原则

为了优化土木工程结构的抗震性能,设计人员在结构抗震设计的过程中需以整体入手,由于土木工程项目结构抗震性能涉及多个部分,其与土木工程的所有结构均有着千丝万缕的联系,因此,设计人员需就土木工程结构设计予以全面考量,立足工程整体,加强结构布局的科学性与合理性。这里特别要重视影响土木工程稳定性的诸多因素,采取有效措施规避客观因素所造成的不利影响,不断增强不同结构部分的协调性,认真分析工程各部分直接力学作用的基本特点,从而有效完善土木工程结构的抗震设计。

2.3 抵抗性原则

为了加强土木工程结构的稳定性,确保其在地震中的安全运行,应采取有效措施保证结构可抵御地震的安全威胁,这就要求土木工程结构设计人员以优化结构抗震性能为前提,开展工程设计工作。在土木工程结构设计的过程中,提高结构的抵抗能力,使结构在发生地震时将损害降至最低。在结构设计中,设计人员需将结构抗震设计作为重点内容,合理设置抗力,从而在加强结构稳定性的同时,确保结构体系处于力学平衡状态。

3 土木工程结构抗震设计的措施

土木工程结构抗震设计中,设计人员需采取有效措施加强结构抗震设计的效果。以下笔者将结合实际,分析土木工程结构抗震设计的有效措施。

3.1 确定抗震烈度

设计人员在土木工程抗震设计前,需根据工程实际和结构要求,确定结构的抗震强度,这也是日后设计和计算工作的重要参考及主要标准。土木工程结构抗震强度的选择和确定应以规范和制度的要求为基准,基于当地实际,我国建筑设计中主要以6-9 度地震危害作为抗震设计的参考指标,该指标也渗透在了土木工程结构抗震设计工作中。在土木工程结构抗震设计中,设计人员需要全面考量不同类型建筑物的应用要求,土木工程结构的外形和高度不同,则其抗震强度的要求也有所不同。

3.2 选择施工场地

选择合适的建筑施工场地是建筑抗震设计的重要前提和基础,如设计和施工前选择的建筑场地自身存在基础稳定性较差,土质松软等诸多问题,则即便设计人员可采取有效措施加强设计方案的科学性和有效性,建筑物的抗震性能也无法满足结构设计和应用的基本要求。在土木工程抗震设计中,施工场地应以地势平坦且开阔的区域为首选,从而有效贯彻和落实工程的抗震设计方案。

3.3 选择建筑结构形式

在建筑结构选择中,建筑企业需加大对该环节的重视力度。

首先,要准确把握土木工程的载重量,在抗震设计中,设计人员要全面了解并掌握建筑材料基本的变形情况,并仔细观察其变形规律,增强工程抗震设计方案的可行性。

其次,工程平面结构设计也对施工的质量和效果产生了较大的影响。设计人员要按照规定的要求注重计算的准确性,加大管理力度,以精准的数据减少工程设计和施工中的误差。

最后,材料的硬度和强度对结构的抗震性能也有着一定程度的影响,在选择建筑材料的过程中,需选择强度优势较为明显的材料,以高性能材料保障结构的抗震性能。

3.4 设置抗震防线

多道抗震防线主要由多个具有良好延展性的分体系组成,由延性构件连接并共同抵御地震作用的抗震结构体系。多道抗震防线可有效完善结构的抗震性能。如结构中的第一道防线受地震的作用遭到破坏,则第二道和第三道防线均可维护结构的安全。以上处理方式可最大限度地防止地震中,出现结构损坏和坍塌等问题,进而有效保障工程的安全,防止地震灾害威胁到人们的生命及财产安全。且设计单位在工程建设和施工期间,需选择优质的建筑材料设置抗震防线。设计人员要合理选择抗震防线部件设置方式,让抗震体系充分展现其作用和价值。

3.5 优化结构布局

加强建筑结构布局的科学性与合理性可削减地震灾害中的能量传递。因此,在土木工程抗震结构设计工作中,设计者应当合理预测地震灾害所引发的建筑位移量,并以此为基础,设计人员也可适度调整建筑结构,从而最大限度地减轻建筑结构的地震作用。如土木工程建设中,其地质硬度较大,则设计人员需利用建筑下层位移的延性比计算展开综合分析,不断优化和完善结构自身的抗震性能。

3.6 完善结构计算分析工作

土木工程抗震结构设计中,计算分析十分关键,这也是后续工作正常开展的前提。计算分析可更好地了解和掌握土木工程结构设计的整体效果,提高结构的稳定性和安全性。设计人员在设计中,应高度重视力学之间的相互作用。力学计算分析中,可利用先进的计算机软件和模型结构,对其予以全面的考量和处理,这样一方面可帮助设计人员科学准确地计算数据信息,另一方面也可更加全面地考虑设计中涉及到的重要问题,防止计算过程中出现错算、重算和漏算等问题。

3.7 合理选择结构材料

在土木工程结构抗震设计中,设计人员若想增强工程的稳定性和安全性,优化工程抗震性能,就需采取有效措施控制结构材料的筛选,选择质量和性能满足要求的施工材料。选择优质的结构材料可有效保证结构的承载力和结构强度,确保结构承受外力作用时,结构自身能够承受相应的作用力,抵御外力作用的负面影响,进而优化工程设计的综合水平。

不仅如此,在土木工程结构设计中,务必高度重视钢筋混凝土结构的妥善处理,工作人员需确保钢筋材料及混凝土材料自身的性能和质量。设计和施工中,应当严格控制结构的配筋率,进而加强结构的抗震性及稳定性,使其能够更好地抵御地震作用的不利影响。

4 结语

现阶段,我国土木工程的数量逐渐增多,工程规模明显扩大,同时社会也对工程结构的稳定性和安全性提出了更高的要求。因此,在土木工程结构设计中,设计人员需要采取有效措施不断优化并完善抗震设计,以高质量的抗震设计,加强结构的稳定性,进而为我国社会和经济的可持续发展奠定坚实基础。

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