土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震問題

楊勇

（西安航空學(xué)院，陜西 西安710077）

抗震問題一直是工程建設(shè)與設(shè)計過程重要的研究部分，為了不斷提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，本文以抗震設(shè)計為研究，積極對其進行了實踐與創(chuàng)新探索，具體分析如下。

1 土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計原則

1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性與簡練性

為了確保設(shè)計的工程達到標(biāo)準的抗震效果，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，土木工程專業(yè)需要遵循抗震原理，使整體的結(jié)構(gòu)更加堅固。首先，對于抗震設(shè)計，土木工程人員需要清楚整體的設(shè)計結(jié)構(gòu)，并根據(jù)實際的使用需求和建筑需求明確設(shè)計方案和規(guī)則，確保整體的結(jié)構(gòu)具有精準的力學(xué)承載效果，避免單一位置承載力過大而出現(xiàn)問題。通過精準的計算和分析，使各個位置的抗震設(shè)計達到預(yù)期的標(biāo)準。其次，土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計要簡練，為了降低地震造成的危害，土木工程設(shè)計人員要按照結(jié)構(gòu)建造流程進行方案設(shè)定，并在建造的過程中做出相應(yīng)的指導(dǎo)。所以，為了達到完美的土木工程建筑結(jié)構(gòu)，也為了提高抗震效果，設(shè)計流程要盡量趨于簡單化和精細化，在確保各位置受力均勻的同時，給出明確的建造方法和材料配比。同時為了使整體的建筑更加合理，當(dāng)發(fā)生地震時，建筑物本身要具備更好的抗震能力，避免對內(nèi)部物體造成二次破壞。

1.2 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要確保各階段的能夠完美銜接，使各基礎(chǔ)部分的設(shè)計流程更加精簡。建造部門要按照建筑要求完成建筑方案，按照設(shè)計流程進行建筑時，避免使用強度或剛度不足的建筑材料，同時要對整體建筑流程進行監(jiān)管，做到各零部件連接緊密，提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。建筑主體方案設(shè)計以保證各零部件牢靠為目的，在連接的同時提高連接精度。另外，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中要對整體的建筑有明確的布局和規(guī)劃，各建筑區(qū)域要按照原則進行施工，為了提高整體建筑結(jié)構(gòu)的立體感和實用性，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計既要滿足內(nèi)部的剛度需求，又要結(jié)合外形，使建筑擁有更好的側(cè)向抗震能力，以更好的應(yīng)對外力變化。土木工程重點關(guān)注中心的結(jié)構(gòu)設(shè)計，只要中心的設(shè)計合理，就可以達到提高整體工程結(jié)構(gòu)抗震性能的效果。

2 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震研究

2.1 使用特殊的防震材料

通過對不同區(qū)域的地震強度和地震范圍進行測試得知，當(dāng)?shù)卣饋砼R時，土木工程結(jié)構(gòu)的抗震效果與建筑本身的材料有直接關(guān)聯(lián)，所以為了整體提高土木工程結(jié)構(gòu)的抗震性能，在進行結(jié)構(gòu)建造時，首先要選擇具有良好抗震能力的材料。之后在對抗震材料進行使用前，要打好地基，提高基礎(chǔ)建筑的穩(wěn)定，降低因地震而造成的損壞風(fēng)險。對于比較小型的地震，只要保證底層建筑的粘土和砂子混合比例適中，就可以提前對地震進行緩沖，對地震能量進行釋放。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，也隨著建筑領(lǐng)域技術(shù)的不斷提高，建筑團隊通常采取新型的處理方法，使原有的建筑具有更高的抗震性能。比如：在地基材料中添加一定濃度的瀝青，當(dāng)這種材料與砂子和粘土充分混合后，能夠起到更高的減震效果。同時，在進行墻體建筑材料選擇時，盡量使用高密度輕型建筑材料。這種材料可以減輕因地震能量造成的晃動幅度，又可以避免因地震造成破壞而導(dǎo)致的二次傷害問題。

2.2 在建筑物的節(jié)點處設(shè)置隔震裝置

土木工程結(jié)構(gòu)節(jié)點要填充隔震材料，以降低因地震造成的危害。當(dāng)發(fā)生地震時，巨大的地震能量會使上層物體產(chǎn)生波動，當(dāng)這些能量傳道建筑物底部時，會造成建筑物一定程度的震動或傾斜，如果此時在建筑底部關(guān)鍵節(jié)點設(shè)定隔震裝置，就能夠第一時間減緩地震能量的釋放，使上層建筑晃動幅度降低，因此保證上層建筑以及人員的安全。節(jié)點位置選擇需要注意，由于建筑位置具有一定的結(jié)構(gòu)要求，所以對設(shè)置的隔震裝置有一定的限制，安裝的隔振裝置一定要設(shè)置在建筑物的底層位置，才能達到預(yù)期的減緩沖擊的效果。如果裝到上層位置，那么其避震效果必然不會很明顯，這是土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中絕不允許出現(xiàn)的錯誤。根據(jù)建筑物的實際組成，選擇合適的隔震材料，通常以橡膠墊或多種材料混合達到隔震效果。根據(jù)隔震方法的不同，可以將其分為摩擦隔震、粘性隔震和設(shè)置底部支座隔震幾種類型。根據(jù)實際的測試結(jié)果，在建筑底部設(shè)置隔震支座，能夠最大限度減緩地震能量造成的沖擊，并且其本身的恢復(fù)能力較強，吸收地震能量以后自身的材質(zhì)也不會出現(xiàn)明顯的損壞，可以長期循環(huán)使用。

2.3 均勻豎向設(shè)計

土木工程抗震設(shè)計中，通過合理的豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證利用整體性提高抗震效果。豎向抗震設(shè)計中，要先對橫隔層進行精準的設(shè)計。按照建造比例要求，精準把控橫隔層的豎向尺寸，確保各個位置的數(shù)量尺寸均勻，符合標(biāo)準以后才能進行豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計。還有，利用專業(yè)的儀器對豎向結(jié)構(gòu)模型進行受力檢測，了解設(shè)計方案的豎向結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)值，進而對設(shè)計方案的精準性進行判斷。另外，對于豎向結(jié)構(gòu)的受力點問題，要著重關(guān)注開設(shè)洞口的受力情況，當(dāng)開設(shè)洞口能夠均勻承受外界壓力，則證明這種設(shè)計符合建筑的設(shè)計標(biāo)準，達到了提高土木工程結(jié)構(gòu)強度和剛度的目的。為了避免因土木工程施工階段出現(xiàn)問題，建筑工程要給出明確的建筑標(biāo)準和方案，以提高土木工程結(jié)構(gòu)的抗沖擊能力和剛度為目的，對建造流程進行監(jiān)控。最后，為最大限度提高土木工程結(jié)構(gòu)的延展性與剛性，豎向結(jié)構(gòu)的支柱要符合建筑規(guī)格，同時具有良好的延展性。在進行墻體建造時，各位置的墻柱要分布均勻，同時預(yù)留一定寬度的防震縫。

2.4 建筑結(jié)構(gòu)平立面體形的確定

土木工程抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要有精準的平立面結(jié)構(gòu)布局，按照抗震規(guī)范要求，給出建造方案。針對建筑物的抗震能力情況，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計部門要按照結(jié)構(gòu)要求進行準確的計算，充分掌握結(jié)構(gòu)內(nèi)部的平立面布局，并按照使用功能進行合理的設(shè)計。建筑時各建造位置要做到對稱，使各樓層之間的平面度變化趨于一致。之后，考慮建筑物的豎向凹凸位置，為提高建筑豎向的剛度，提高豎向結(jié)構(gòu)的抗震性能，要對平立面的整體布局有精準的把控，同時做到建筑物的各位置都可以均勻受力。對于復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)，提前預(yù)留一定寬度的抗震縫十分必要?？拐鹂p通常選擇在結(jié)構(gòu)容易發(fā)現(xiàn)變形的區(qū)域，當(dāng)發(fā)生地震時，這些區(qū)域可以首先對建筑物的能量進行緩沖，進而避免建筑物發(fā)生嚴重的毀壞。

2.5 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計合理運用多道防線的設(shè)計

從建造標(biāo)準和建造要求上分析，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)乎建筑物的整體質(zhì)量。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計要按照建筑物的使用要求和功能要求，進行精準的區(qū)域劃分，保證各區(qū)域的結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，同時全面掌握建筑位置的地質(zhì)狀況，了解樁基的優(yōu)化程度，進而做出精準的調(diào)整。建造時要保證各區(qū)域的節(jié)點趨于平衡，同時建造結(jié)構(gòu)達到一個良好的平衡點，使各位置的建造強度和剛度趨于穩(wěn)定。在進行墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計中，可以根據(jù)墻體的具體使用狀況進行受力分析，將實際的力學(xué)變化狀況控制在合理范圍內(nèi)，提高墻體的豎向抗震性能。如果因地震而出現(xiàn)房屋傾斜或裂縫的情況，則證明這個建筑沒有提前做好相應(yīng)的抗震預(yù)防工作。根據(jù)土木工程結(jié)構(gòu)抗震性能的設(shè)計要求，建筑物需要擁有多道防線，用以應(yīng)付地震造成的威脅。只要給出精準的多道防線設(shè)計，就可以逐步對地震能量進行緩沖，最大限度保證建筑物的使用安全性，避免對人民的生命財產(chǎn)安全造成威脅。

結(jié)束語

總之，通過結(jié)合實際，本文有效的總結(jié)了土木工程建設(shè)過程如何進行對其抗震結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，希望通過進一步闡述，能夠有效的提高土木工程抗震設(shè)計水平，從而為土木工程建設(shè)工作可持續(xù)發(fā)展提供有效保證。