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摘要:抗震设计是土木工程设计过程中非常重要的一部分,特别是在抵御地震自然灾害时,能够发挥出其良好的效果。同时,抗震设计的有效落实,对土木工程结构自身的稳定性和安全性而言,能够起到一定的强化作用。在保证抗震设计具有合理性和科学性的基础上,能够为我国建筑行业的整体发展提供有效保障。由于每一个地区的实际情况不同,所以在抗震设计时,要结合实际,保证设计的针对性和合理性。
关键词:土木工程;结构设计;抗震设计
引言
近年来,由于地震的频发,建筑企业要重视土木工程结构中抗震性能的设计,提高建筑物的质量,确保人们的生命财产安全。在抗震设计中,设计人员必须全面了解并掌握抗震设计知识和要点,加强对结构抗震性能的综合考虑,使得建筑物的抗震效果能得到一定的保障。
1土木结构设计的现状
1.1土木结构设计的特点
在建筑用地的特定情况下,房屋的数量越多,房屋的适应程度就越高。土建结构本身及整体重量附件,土木结构楼层较低,轴承重量较轻,但对于土木结构楼层,除此之外,还需承受重力作用,还需要承受风和其它自然因素的承载能力,需要土木结构坚固抵抗横向力。因此,在设计高层民用结构时,首先考虑侧向力,然后考虑水平荷载。此外,对于高度特定的民用结构,其抗震性能将受到风荷载和地震联合作用的影响。
1.2木结构抗震要求更加苛刻
在民用结构设计初期,必须考虑到抗震要求时正常运行的承载力,使民用结构具有良好的抗震能力。土建结构延性的计算是一项繁琐的工作。唯一简单的方法是计算民用建筑的结构设计。在高层民用结构设计中,为了使结构具有良好的延性,严格要求结构构件的规格、材料和配筋率。此外,土木工程结构剪力墙的横截面面积往往很大,因此土体结构的变形不可忽略。
2土木工程结构抗震设计原则
2.1结构设计的合理性和简练性
土木工程结构抗震设计中,需要严格遵循相应的原则,这也是规范设计的前提和基础。首先,在抗震设计中,要尽可能的保证土木工程的结构具有简单明了的规则性,进而对土木工程的结构以及构件具体的受力情况进行计算和分析,来保障其抗震设计具有良好的精确性。另外,土木工程结构的简练性也可以有效的降低地震产生的危害,这对土木工程结构整体性以及抗震性是有积极的促进作用。因此,在进行土木工程结构抗震设计中,一方面要保证其结构设计具有精细化和简练化,同时还要对各个构件受力情况进行明确计算和分析;另一方面,保证设计的合理性,其在地震发生时候,能够有效的减少建筑物损坏的程度,从而有效的提高其抗震能力。
2.2整体结构设计的合理性
在土木工程结构的设计中,一定要保证设计具有良好的合理性,对其基础部分进行设计时,需要严格按照相应的建筑要求和标准进行,从而避免设计出现不合理而对建筑结构的强度和刚度造成影响,同时还要保证构件在连接上具有可靠的稳定性。在进行结构基础、主体、楼盖的基础以及盖板位置的设计中,一定要保证其各个部件间具有牢固的连接效果;另外,在土木工程结构整体的布局规划中,还需要遵循整齐原则,要求结构的外形和立体的刚度保持对称和协调,同时不断的增加其结构抗侧力,这样可以提高土木工程结构抵御外力的能力,由于中心没有存在偏离情况,还可以进一步的提高工程结构抗震的性能。
3土木工程结构设计中的抗震设计
3.1落实抗震验算
将结构变形测试转换为在众值烈度的地震作用下测试构建承载力的验算。采取非抗震承载力设计值来进行构件截面的抗震验算,并将承载力抗震调整系数与构件截面抗震运算联系起来,验算测试中,应该尽量保守,地震作用效应值乘以抗震调整系数来进行折算。规范抗震计算流程,有利于加大建筑抗震设计的作用。
3.2土木工程结构设计中的隔震措施
在设计土木工程结构中,要综合考虑地理环境、土木工程结构尺寸、抗震位置、抗震装置和建筑物基础等等。通过在土木工程结构中设置隔震层,能有效降低地震冲击力。依照隔震层设置的不同位置,通常可以分成四种类型:第一种,地基隔震,主要在土木工程结构基础底部接触土层的位置布设缓冲层,发生地震时能对作用力进行反射与吸收。第二种,基础隔震,主要是在土木工程结构上部结构接触基础的位置布设隔震层,避免地震力从地基传播到上部结构汇总,降低对上部结构造成的破坏,在多层土木工程结构中比较适用。第三种,间层隔震,通常在土木工程结构物原始结构层中布设隔震层,从而对地震冲击的余力进行吸收,降低地震力影响。第四种,悬挂隔震,主要采取悬挂全部或部分土木工程结构物的方式达到隔震效果。
3.3地震作用组合对风荷载可不予考虑
现行规范指出,地震效应组合过程中,风荷载具有控制性作用的部分土木工程结构,需要在组合中考虑风荷载效应。但是否在组合中考虑的原则由效应能否同时发生直接决定。实际上,土木工程结构物遭遇强震与强风的几率往往很小,效应组合过程中对风荷载一般可不予考虑。在实际工作中,可能会出现这样的现象,迎风面由风荷载直接控制,而面积较小的部分则由地震直接控制;根据规范要求,其中一个方向在组合中考虑风荷载,而另外一个不予考虑,在逻辑上将十分混乱。结构体系的抗风设计与抗震设计在原则上有所不同,而土木工程结构正常使用时不可避免的会受到强风作用,同时也存在受到震害的可能。基于此,设防区中的土木工程结构除了要完善抗风设计,还要符合抗震方面的要求。建议对土木工程结构独立实施构件抗震设计,借助多安全系数等方法,只考虑地震与竖向荷载两种作用的组合,并严格按照强柱弱梁与强剪弱弯的基本原则进行截面设计,并在此基础上和抗风设计对比。若构件承载力需求为风荷载效应控制,需进行验算与调整,以此在满足抗风要求的同时,达到抗震要求。
3.4提升土木工程结构抗震能力的设计
3.4.1打实地基
土木工程结构防震最为关键的部分就是地基,一定要确保地基的牢固性与稳定性。所以选择有较强抗震性能的地基,同时要在施工中保证地基质量,确保地基不会在发生小型地震的时候就出现变形。另外,同一土木工程结构不同结构单元要有一致化的地基,通过加强整体化设计提升地基抗震性。
3.4.2设计的土木工程结构要对称化、均匀化
均匀分布承受力,利用对称结构减弱地震所造成的破坏,避免应为受力过于集中导致一些结构出现扭曲甚至坍塌问题。在设计土木工程结构整体结构的时候,要运用多重保护来提升其抗震水平。针对容易出现塌坍事故的环节要采取针对性的加强措施,减低安全隐患,提高土木工程结构的安全系数。
3.4.3降低土木工程结构重量
在设计土木工程结构时,一方面要保证其牢固性,另一方面要尽量降低土木工程结构自身重量,降低地基承受的压力,从而对地震冲击有所缓解,延长逃生时间。与此同时,降低土木工程结构重量也能有效抵御普通地震。
结束语
综上所述,随着土木工程行业能源的增加,其地位也在不断提高。目前,建筑物的稳定性和地震已经成为土木工程结构设计中的一个重要话题,因此,设计人员应加强土木工程结构的抗震性能设计,提高他们的专业技能和知识,促进土木工程行业的健康发展。
参考文献
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