- 收藏
- 加入书签
土木工程结构设计中对抗震问题探讨
摘要:为解决土木工程结构抗震问题,本文根据抗震结构设计原则,对土木工程结构设计要点展开研究,并提出土木工程抗震结构设计需要注意的问题,旨在为相关人员提供参考,促进我国建筑工程行业的健康发展。
关键词:土木工程;结构设计;抗震
引言:地震灾害不仅会造成房屋倾倒、河坝决堤、建筑物破坏、桥梁坍塌等问题,而且也会危害人们的生命安全。因此加强土木工程结构抗震设计,保证建筑工程的安全性和稳定性极为重要。在土木工程持续发展的道路上,需要充分料及阿赫认识建筑施工和抗震问题,并制定相应的预防措施,保证建筑结构的质量和性能,以此来促土木工程行业可持续发展。
一、抗震结构设计原则
(一)形状简单原则
首先,在土工工程结构设计过程中需要保证结构的精简,使施工人员可以简单明了的辨认工程结构,并且可以精准、简单的计算结构构件受力情况,进而确保抗震结构设计的简洁性。此外,结构简单的建筑构件更有利于抵消地震对建筑造成的损害。简单的结构构件应用范围也较广,可以进一步加强建筑结构薄弱的位置,进而提高建筑的抗震能力。
(二)均匀性原则
土木工程中竖向结构是抗震结构设计的关键,在竖向结构设计过程中,设计人员需要明确建筑隔层之间的比例,并分析其竖向尺寸,以此来合理设计建筑隔层结构,保证其指令的均匀性。此外,在建筑抗震结构设计过程中,对于需要开设洞口的结构,需要保证洞口的规则性和整齐性,以此来提高结构整体的刚度和强度[1]。确保在出现地震时,建筑结构因刚度不足,出现结构扭曲变形的情况。另外,建筑结构的刚性和延展性也极为重要,需要设计人员在建筑结构与支柱设计过程中考虑结构刚度的一致性,在保证结构刚度均匀且一致的同时,进一步提高建筑结构延展性。
(三)合理性
在土木工程结构设计过程中设计人员需要根据实际建设情况,合理设计建筑结构的刚度和轻度,以此来保证建筑结构的抗震性能。如果建筑工厂在建设过程中存在变更施工方案的情况,设计人员需要及时对建筑结构设计方案进行重新计算,并根据建筑要求进行优化和修改,以此来保证抗震结构设计的合理性。另外,设计人员需要保证柱体、楼盖基础、盖板等位置部件连接的牢固性,同时加强建筑水平和竖向结构的抗震性能,以保证建筑结构的抗力和刚度。
(4)整齐原则
在抗震结构设计时,设计人员需要注意结构外形和立体刚度的对称协调,同时加强结构抗侧力,保证建筑结构抵御外力的均匀性,避免出现结构中心偏移的情况,进而提高建筑结构抗震性能,因此需要设计人员在结构设计过程中遵循整齐性原则[2]。
二、土木工程抗震结构设计要点
(一)选择合适的建设场地
为保证建筑结构的抗震性能,在建筑建设前需要合理选择建筑,施工人员需要对施工现场的地形进行勘探考察,了解和掌握建设场地的地质、地貌、地形等情况,避免在建设阶段出现地面凹陷、地层断裂等问题。如果无法避开断裂位置地形,则需要施工人员对地基加固,以此来保证建筑的抗震能力。对于施工场地的选址,施工人员需要根据该地区地震活跃度、地震历史、地址情况等,全面分析和了解该地区地震特征,并结合而详细的地质资料合理划分建筑抗震等级,进而保证建筑结构可以承受地震造成的破坏[3]。另外,施工人员还需要考量对有利于提高建筑抗震性能的地基条件,如施工场地岩石丰富、地基密度高等,并综合考虑环境、地形等客观因素。
(二)选择高性能防震材料
在选择防震材料时,除了需要考虑经济成本外,还需要注重材料的抗震性。在开展施工前,施工人员需要通过专业结构对材料质量和性能进行检验,保证材料质量符合施工要求。另外,在地基施工中,通常需要在地基底部敷设一层粘土,以此来减弱地震造成的破坏。经过研究人员的试验发现,在地基底部敷设沥青可以进一步提高地基抗震性。另外,在建筑墙体和围栏等设计中,施工人员应尽量选择质量较轻的材料,但需要注意的是,轻量化设计需要在保证材料的安全性和质量的基础上进行选择,以此来进一步提高建筑抗震性能。
(三)建筑平面抗震设计
简单性、均匀性是建筑抗震设计的重要原则,同时也有利于展示建筑空间功能。如果建筑钢结构、墙体等构件存在不均匀的问题,当地震发生时,则会出现构件受力不均匀失衡的情况,进而造成结构变形,导致建筑整体受损严重。在建筑抗震设计时,平面组合和房间设计也极为重要,房间设计需要标明每个门窗、房间面积等;平面组合设计相对复杂,其中包括集中式设计和单元式设计,设计方案的制定需要结合施工建筑情况进行确定。如单元式设计中,合理运用垂直交通有利于建筑空间的组合,在高程办公楼、商住房等建筑中单元式设计应用较多。在平面设计中,竖向交通有利于提高结构抗扭转力、刚度等,如果竖向交通中心位置处于平面设计外,应避免在转角位置设置门窗,避免出现转角效益。
三、土木工程建筑抗震结构设计需要注意的问题
(一)施工现场筛选问题
土木工程抗震结构设计施工场地筛选是重要问题,施工人员需要在施工过程中保证结构设计的稳定性,同时建筑单位也需要选择有利于提高建筑结构稳定性的施工场地。由于地震发生时对建筑造成的损害除了严重的冲击外,还会对建筑结构造成毁损。因此施工人员需要注意施工场地的选择,如地质极易液化、土质松软等场地均不适用于施工建筑。如果在施工过程中无法避免这类位置,施工人员需要对其进行加固处理,并保证其结构稳定性,避免对建筑结构造成损害。
(二)工程结构体系问题
土木工程建筑结构体系具有的特征主要包括以下几点:第一是施工人员需要从源头上对影响建筑工程抗震性能的影响因素进行控制,因此需要综合考虑环境、地质等因素,避免地质结构受损对建筑抗震性能造成影响[4]。第二是施工人员需要考虑建筑的整体结构性能,在开展建筑施工前,需要加强交流和沟通,制定明确的地震能力扩散图和建筑规划简图,并确保施工人员详细了解和掌握建筑设计思路和意图,保证建筑施工质量,进而提高建筑结构抗震性能。第三是工程结构体系应具备较强的变形力、抵抗建筑自身重量的承载力和抵抗地震冲击的抵抗力。因此,使用人员需要加大钢筋混凝土的应用,利用建筑结构抵抗力、变形力和承载力不断提高建筑抗震能力。第四是保证建筑结构强度、刚度符合建设标准。只有建筑结构具有较强的强度和刚度,才能够有效避免建筑结构不稳导致建筑质量降低的问题。
(三)结构规则性问题
对于建筑结构规则问题,施工人员可以从以下几个方面进行考虑:第一是建筑抗侧力架构方面,建筑主体主轴刚度需要保证其强度,并且主体抗侧力变形需要设计为最大值。第二是建筑抗侧力架构应保证其均衡,避免建筑主体因受力不均匀出现突发情况。第三是主体抗侧力平面设计,施工人员需要保证每片抗侧力刚度的均衡性,重要在建筑中心位置的架构刚韧度也需要保证其均衡性,以此来避免建筑结构出现变形的情况。
结论:综上所述,抗震性能对于土木工程建筑结构设计而言极为重要,其直接决定了建筑的整体质量和使用寿命。因此在建筑结构设计过程中需要遵循科学、合理性原则,在保证建筑抗震性能的同时,注重建筑结构的简洁性和美观性。此外,也需要考虑建筑场地和材料的选择,确保建筑结构抗震能力得到全方位的提升。
参考文献
[1]何堉. 土木工程结构设计中对抗震问题的分析[J]. 中国房地产业, 2019, 000(018):104.
[2]巩奕东. 土木工程结构设计中的抗震设计要点分析[J]. 建筑·建材·装饰, 2019, 000(002):211.
[3]吕豪杰. 探究土木工程结构设计中的抗震问题[J]. 中国室内装饰装修天地, 2019, 000(002):191.
[4]尚天龙, 钟春玲. 土木工程结构设计中的抗震问题[J]. 长春师范大学学报, 2020, 39(8):4.
京公网安备 11011302003690号