土木工程结构中的抗震问题分析
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摘 要:抗震性是土木工程结构设计中极其重要的一个方面。设计人员只有本着科学的设计原则,力求工程结构设计的简单化、科学性,选用轻质、高强度、材质均匀的结构材料,才能增强土木建筑结构的连续性和整体性,提高其抗震效果。本文对土木工程结构中的抗震问题分析进行了探讨。
关键词:土木工程;结构抗震;措施
1 前言
在土木工程结构设计中加强抗震方面的功能设计,能够让土木工程结构具备更高的抗震性能,让土木工程结构具备更高的稳定性和安全性,使其在面对地震灾害时受到的损害降低,从而有效保护人民群众的生命财产安全。
2 土木工程结构抗震性设计原则分析
2.1 简单化原则
较之于复杂的结构设计,设计越简单反而越能够提升建筑工程的抗震性,这主要是由于简单的设计可以更准确的开展力学计算,对结构的平衡性进行有效的控制。若设计过于复杂,就容易忽视一些设计上的细节问题,从而降低建筑整体结构的抗震性能。此外,复杂的设计也会致使建筑工程在地震发生时由于力学传递因素而出现严重的破损。简单的设计可以有效的避免这些问题,进而把地震带来的不良影响控制到最低。所以,在设计的时候应该尽可能的让结构体系简单化,不可以过于追求那些复杂的设计,不然会导致相应的损失。
2.2 整体性原则
建筑结构设计主要是为了切实有效的提升建筑的整体抗震性,若局限于一些地方,就会使得建筑在地震的影响下出现损坏问题,所以应该切实把握建筑的整体结构,在这一基础上开展规划设计工作,在设计时应该对各个区域进行合理布置,有效的增强各结构的统一性和协调性,并且切实把握各个区域的特点开展设计工作。除此之外,在抗震设计时应该对那些可能会影响建筑稳定性的因素予以控制,使得建筑整体设计要求与抗震性能要求相符。
2.3 抵抗性原则
为了较好促使土木工程结构能够在地震作用下具备理想的稳定性效果,必须要促使其自身结构体系能够有效抵抗地震作用力的威胁和影响,这也就需要尽可能促使相应土木工程结构应该能够围绕着抵抗性能力进行有效设计。在土木工程结构设计时,实现构建较为理想的抵抗力,进而也就能够促使其在发生地震时发挥出相应的抵抗效果,这也就体现出了较为理想的预防性效果,需要进行重点关注。当然,为了较好提升其自身的稳定性效果,这种抵抗力的设置不宜过大,需要保障其自身结构体系力学的平衡性效果。
3 土木工程结构中抗震的措施
3.1 合理选择建筑材料
建筑材料的选择在土木建筑设计中起到最基础的作用,一个最优的土木结构设计如果在建筑材料选择上出现了问题,此结构将无法应用于实际。但无限加大材料自身的强度等级无疑也是不科学的,首先,增加不必要的成本,其次,高强度的建筑材料必然会有着更大的体积与质量,使得建筑失去了它本身的美感。钢筋材料是土木建筑中使用最普遍的材料,因此对于土木建筑抗震性能好坏直接在于钢筋材料的质量。由此对于这一决定因素,在进行实际的土木建筑设计与施工时,需要根据不同的结构要求以及设计要求来确定钢筋的性能参数以选出对应型号的钢筋。再给土木建筑结构进行钢筋选型时需要充分考虑结构不同方向的受力情况,也同样需要考虑到材料的抗震系数。除此之外还需要考虑到建筑成本的因素最终才能选择出最为合适的钢筋材料。
3.2 合理设计土木建筑结构
土木建筑结构的设计同样是建筑物建设的一个重要环节,不仅对土木建筑的抗震性能提高起到很大作用,而且可以满足建筑在外形美感的要求。土木建设是一个极其复杂的工作,考虑的因素涉及很多方面。①需要考虑土木建筑所要用到的场地,然后需要根据土木建筑需求并收集相关的地震资料,充分分析综合因素并作出评价,应该做到趋利避害,而这些前期工作对后期建设都有很重要的作用。②要保证建筑物自身的地震灾害防御功能提高土木建筑自身的结构强度及刚度和稳定性。在土木建筑结构设计时应该从简设计,遇到不规则构造时应该采用合理加强措施。在主要承力部位也需要采用合理加强措施,并且充分考虑到使用抗震结构来提高土木建筑结构的抗震性能,非承力结构可以以减轻体积和成本为目的来设计。
3.3 合理利用隔震消能减震的原理与结构
从已有的科学依据得知,隔震体系能够减弱地震对结构产生的影响,它是将结构的自振周期变长而实现的。在进行减震结构设计过程中,应充分利用各种地震发生实际案例。已有事实证明土木建筑在使用了隔震体系后对地震的损害抵抗作用有明显提高。隔震体系采用了大量的橡胶隔震支座和阻尼装置,这样的隔震体系具有很长结构自振周期,从而减少水平地震作用,可以有效达到预期的防震效果。
3.4 加强多重抗震防线的设置
抗震防线的设计可以在地震发生时为人们提供逃生的机会,因此在土木工程的结构设计方面要加强抗震防线的设计。在设计的时候需要根据现场的具体情况,选择合适的场地和部件,其次要严格把控抗震材料的质量,从而保障防线的质量,进而提高土木工程结构的抗震性能。可以大大的缓解地震的冲击力,还可以尽量的降低地震的破坏力,从而减轻地震带来的损失。
3.5 以抗震等级为依据进行抗震性设计
对土木工程结构的抗震性设计应该充分考虑到抗震的等级,根据这个等级进行等级的划分,可以有效地节省资源,同时保障工程结构的性能。根据抗震的要求,要分别处理结构中的梁与墙等个结构。当发生地震时,要使得土木工程的结构满足建筑的防护标准。在混凝土的设计和建设中要保证期在面临高烈度的地震时保持较好的承载力和延展性,从而保障工程结构的完整性,使得工程结构的每一个环节与部分都保持良好的抗震性能。在设计土木工程结构时首先应该保证结构中的每一个节点不能够被破坏,因此,结构设计要使得同一个层之间的柱更好地承受地震带来的作用力。结构中要保证梁与柱端之间的塑胶性,这才能提升抗震性的有效体现。
3.6 做好结构计算分析工作
在土木工程结构抗震设计过程中,相应的计算分析工作也是必不可少的重要环节,这種计算分析主要就是为了有效明确相应土木工程结构设计中的具体稳定性效果,尤其是对于力学相互作用,更是需要进行准确把关。在这种力学计算分析中,可以借助于一些较为先进的计算机软件和模型结构进行处理,其不仅仅能够帮助设计人员较为准确计算所有的数据信息内容,还能够较好提升其问题考虑的全面性效果,有效规避在土木工程结构计算分析中出现的遗漏问题。
3.7 优化设计土木工程的细部结构
细部结构作为土木工程结构设计过程中的关键环节,具有突出的薄弱性特征,因此其抗震能力往往能一定程度上代表整个土木工程的抗震能力。再加之细部结构在计算过程中存在着较为复杂的影响因素且落实起来容易出现误差,因此极易在设计及建设的过程中出现问题,使得整个土木工程建筑实际建设情况与结构设计并不相符,从而导致整个建筑工程的稳定性及抗震能力的降低,形成安全隐患。因此,在设计者进行土木工程结构设计的过程中应当对细部结构进行充分地了解,并将其作为设计及优化过程中的重要考虑因素,避免地震发生时由于细部结构的缺陷造成整个建筑结构的破裂甚至坍塌。
总之,伴随着现今社会经济的不断发展,城市建设速率的逐步加快,近年来,土木工程的数量及规模越来越大。为了保证筑结构的性能和稳定性,在进行土木工程施工期间,应合理设计其结构,从而提高建筑项目整体的抗震能力。
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