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土木工程結構設計中抗震性能提升措施

來源:原創論文網 添加時間:2020-01-17

  摘    要: 本文首先對土木工程結構抗震設計的意義展開分析,然后分析結構設計中需要把握的要素,最后提出土木工程結構設計中抗震性能的具體措施,旨在保證結構設計具有良好的抗震性能,在使用的過程中保障安全。

  關鍵詞: 土木工程; 結構設計; 抗震分析;

  0、前言

  隨著我國經濟水平的不斷提高,建筑工程為人們的生活、學習、工作提供了最優質的場所,而想要最大化的保證人們的財產安全,提升土木工程的安全性,減少地震所帶來的災害是目前土木工程中的重中之重。目前人類對于地震還沒有科學的預報體系,還不能準確的預測地震發生的具體情況,因此在土木工程的結構中,就一定要將對抗震技術做到位,才能最大限度地減小地震對生命財產帶來的損害。

  1、 土木工程結構設計的意義

  在土木工程結構設計中進行抗震設計有著十分重要的意義,主要體現在以下幾個方面:(1)有助于提高土木工程結構的抗震性能。土木工程結構抗震設計的最根本意義便在于提升抗震性能,通過一些技術手段,使得土木工程結構在一定程度上承受地震的沖擊,讓土木工程結構能夠更加的安全;(2)有助于提高土木工程結構的整體剛度。土木工程結構在設計中整體的剛度較低,這也是其在運動力作用下垮塌的主要原因,而抗震設計就是主要通過設計提升整體的剛度,促使抗震能力的提升;(3)有效的降低地震對土木工程結構帶來的不良影響,間接減小地震災害的危害性。

  2 、土木工程抗震設計中需要把握的要素

  基于地震造成的損失具有無可估量性,以及近年來發生地震的高頻率性,使建筑師們對抗震設計越來越重視,為了有效的提升土木工程后期建設的使用安全性,在進行抗震結構設計的過程中,必須注意以下幾點:

  2.1、 保證結構規劃的整齊性和合理性

  首先,抗震設計時要從簡設計盡量避免復雜結構系統的設計,同時不能違背土木工程結構基本原則。通過對所設計的土木結構進行受力分析,進而根據其受力分析來進行抗震性精確設計。此外,還需要考慮到利用土木結構中的外形結構件來降低地震對建筑物損害程度,以保證土木工程建筑的完整性,這樣才能提高土木建筑的整體抗震性。
 

土木工程結構設計中抗震性能提升措施
 

  2.2、 保證結構形狀科學合理

  在土木結構設計過程中,需要根據建筑設計需求并參照土木工程建設的相關行業標準及要求即相關結構的強度等來進行相應設計。對于抗震結構設計而言,必須滿足抗震結構中各結構所形成的連接關系,例如如果將隔板與主體之間留有足夠的銜接空間,這樣的連接結構將會擁有更大的剛度和抗力,從而使各結構傳力更穩定,以保證部件之間擁有良好的銜接關系,最終達到抗震性能大幅提高的目的。此外,在結構設計過程中,也需要符合結構間的精細和減量化的原則,結構間的受力需要有詳細準確的數據做支撐。

  2.3、 保證設計的豎向均勻性

  豎向設計過程的均勻性在結構設計過程中同樣也至關重要。豎向設計過程要保證均勻性的情況很多,例如,只有保證了豎向結構的各種尺寸合理科學,尤其包括收縮尺寸在內,并且保證每個分隔層間是均勻的才能得到較好的橫格層設計。如果在洞口開設時出現不規則不整齊的情況將會由于扭曲和外力而對土木建筑結構剛度強度和延展性造成極大損害。所以要實現以上實際目標,在進行土木建筑設計的時候,需要保證土木結構與支柱的剛度,并且二者處于同一平面內,這才能更有效吸收地震帶來的巨大能量。

  2.4、 保證設計人員的程序化

  以上幾點是處在客觀角度分析,然而主觀因素同樣對土木建筑設計質量有著極其重要的影響。目前國內在土木建筑設計人員狀況不容樂觀,他們普遍都存在著對自身問題認識不足,無法對各種不利因素進行全面分析同時過分依賴相關設計軟件,這些都對土木建筑設計有著不利影響。再者我國有些地域是地震高頻發生地,不合理的土木建筑設計無時無刻不給人們的生命財產帶來潛在危險。所以土木建筑的相關人員必須具備較強的專業技能和專業理念,更還需要具備工程責任心,以此才能設計出符合標準、可靠的土木建筑。

  3 、土木工程結構設計中抗震性能的具體措施

  3.1 、合理選擇建筑材料

  建筑材料的選擇在土木建筑設計中起到最基礎的作用,一個最優的土木結構設計如果在建筑材料選擇上出現了問題,此結構將無法應用于實際。但無限加大材料自身的強度等級無疑也是不科學的,首先增加不必要的成本,其次高強度的建筑材料必然會有著更大的體積與質量,使得建筑失去了它本身的美感。鋼筋材料是土木建筑中使用最普遍的材料,因此對于土木建筑抗震性能好壞直接在于鋼筋材料的質量。由此對于這一決定因素,在進行實際的土木建筑設計與施工時,需要根據不同的結構要求以及設計要求來確定鋼筋的性能參數以選出對應型號的鋼筋。再給土木建筑結構進行鋼筋選型時需要充分考慮結構不同方向的受力情況,也同樣需要考慮到材料的抗震系數。除此之外還需要考慮到建筑成本的因素最終才能選擇出最為合適的鋼筋材料。

  3.2、 合理設計土木建筑結構

  土木建筑結構的設計同樣是建筑物建設的一個重要環節,不僅對土木建筑的抗震性能提高起到很大作用,而且可以滿足建筑在外形美感的要求。土木建設是一個極其復雜的工作,考慮的因素涉及很多方面。首先需要考慮土木建筑所要用到的場地,然后需要根據土木建筑需求并收集相關的地震資料,充分分析綜合因素并作出評價,應該做到趨利避害,而這些前期工作對后期建設都有很重要的作用。其次,要保證建筑物自身的地震災害防御功能提高土木建筑自身的結構強度及剛度和穩定性。在土木建筑結構設計時應該從簡設計,遇到不規則構造時應該采用合理加強措施。在主要承力部位也需要采用合理加強措施,并且充分考慮到使用抗震結構來提高土木建筑結構的抗震性能,非承力結構可以以減輕體積和成本為目的來設計。

  3.3、 合理利用隔震消能減震的原理與結構

  從已有的科學依據得知,隔震體系能夠減弱地震對結構產生的影響,它是將結構的自振周期變長而實現的。在進行減震結構設計過程中,應充分利用各種地震發生實際案例。已有事實證明土木建筑在使用了隔震體系后對地震的損害抵抗作用有明顯提高。隔震體系采用了大量的橡膠隔震支座和阻尼裝置,這樣的隔震體系具有很長結構自振周期,從而減少水平地震作用,可以有效達到預期的防震效果。

  3.4 、抗震結構設計人才專業化

  在進行抗震結構體系設計時,需要專業型人才充分利用專業知識對抗震結構進行設計,這樣才能花費更少的精力及成本。由此需要土木建筑企業與各高校展開合作型教學培養,給專業型人才提升知識的同時還能讓他們提高動手能力,而采用這種多樣化培訓方式,不僅能夠豐富他們的專業知識,還能讓一些有著極強主觀能力的抗震結構設計人才直接進入土木建筑企業。

  4 、結論

  一般來說,抗震性能在土木工程結構性能方面有著舉足輕重的地位,抗震性能的好壞直接決定了土木建筑的整體性能和使用壽命的長短,所以土木建筑的抗震性設計在其設計中尤為重要。在土木建筑抗震性設計過程中,設計者不僅需要遵循合理的建筑原則,而且需要滿足建筑美學,這樣才能保證了土木建筑的各項性能和土木建筑完整性,又能給人們建筑美感。設計者在進行詳細設計時需要保持細致嚴謹的態度,必須時刻具有工程責任心,從而設計出符合實際施工要求的設計圖,為將來人們的生命財產安全打下最牢固的基礎。

  參考文獻

  [1]黃鶴.土木工程結構設計中對抗震問題的分析[J].江西建材,2017(15).
  [2]王成藹.土木工程結構設計中如何考慮抗震問題[J].城市建設理論研究:電子版,2017(10):117-118.

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