探究土木工程结构设计中的抗震设计

探究土木工程结构设计中的抗震设计

王琦

山东省建设建工（集团）有限责任公司 山东济南 250000

摘要：土木工程的建设施工质量直接影响社会公众的使用体验与社会秩序。近年来，我国的地震灾害频繁发生，如何提升建筑工程的抗震性能是社会各界所要思考的关键课题。鉴于此，本文先是探究了土木工程结构抗震设计的主要原则，又分析了土木工程结构抗震设计的要点，最后详细研究了提升土木工程抗震性能的具体路径，希望能对设计人员的具体工作提供一定的借鉴与参考，促进我国土木工程行业的可持续发展。

关键词：土木工程；结构设计；抗震设计

1土木工程结构抗震设计的原则

1.1结构简单化原则

土木工程项目结构设计中，需尽量选择结构简单的构造体系，进而改善工程的抗震质量和抗震效果。与结构复杂的土木工程相比，结构简单的土木工程结构体系能够有效增强力学计算的准确性，进而加大对结构设计平衡性的把控力度，防止结构设计过于复杂而造成的设计质量不佳的问题。同时，相对较为简单的设计形式能够减轻由于地震因素所造成的损害，减轻地震破坏力对结构的伤害，从而有效优化土木工程结构的抗震效果。

1.2抵抗性原则

为了增强土木工程结构的稳定性与安全性，应以工程结构体系来抵抗外力作用，尤其是地震作用的负面影响。为了实现这一目标，我们需对土木工程结构予以科学设计，在设计中要以工程的抵抗力为切入点，在土木工程建设和设计阶段首先构建理想状态下的抵抗力，这样才能够在发生地震的状态下使结构具有良好的抗震性能。这也充分展现了结构最佳的抗震能力。再者，为了保证结构的稳定性，在结构设计的过程中也可严格控制抵抗力，从而确保力学体系的平衡性及合理性。

1.3整体性原则

要想使土木工程结构设计展现出较好的抗震效果，工作人员在设计中就要重视结构的整体性。结构的抗震性并不是对结构某一个部分提出的要求，而是对土木工程体系当中的所有部分都有着较高的要求。因此，设计人员要从整体上把控结构设计，保证结构布局的科学性及合理性，特别要关注对土木工程项目有着较大影响的几个因素，我们必须要采取多种有效措施减少甚至避免其对结构的不利影响，确保各部分结构之间的有效协调。

2土木工程结构的抗震设计要点

2.1确定抗震强度

我国建筑物在进行抗震设计时一般按照6 度～ 9 度地震危害为参考标准。工作人员在进行土木工程结构抗震设计前，必须要确定建筑结构的抗震强度，为土木工程后续工作的正常开展提供坚实的保障。因此，在确定土木工程结构抗震强度时，工作人员必须要充分参考相关规定与标准要求，事先了解和掌握土建工程的实际情况，充分结合土木工程的实际建设要求对其进行科学、有效的处理，全面结合建筑物应用的具体类型与实际需求，针对不同高度和外形的土木工程结构，采取不同的抗震设计方法，加强土木工程结构抗震烈度的控制力度。

2.2结构选型设计

为了提高土木工程结构抗震设计的质量，需将结构选型设计作为一项重要的工作内容，结构选型设计可有效增强结构体系的可靠性，保证结构传力体系的科学性与合理性，防止其由于地震力的作用而受到十分严重的威胁。在结构选型设计工作中，为了加强选型设计的有效性，可以选择一些结构相对简单的体系，同时仔细分析结构体系的平面和立面，以此提升结构体系的可靠性和安全性，确保其在传力方面具有良好的性能，并减少由于结构选型设计中的不足而引发的设计质量问题。

2.3抗震计算

建筑结构是不尽相同的，在设计时，应该考虑到多种情况，通常是以房屋的两个主轴方向对水平地震的作用进行计算，而这个计算要涉及不同方面的抗侧力构件，如果建筑物采用相交结构或者不对称、不清晰的不规则结构，就应该分别计算这些构件的抗震效果，从而采取最优的解决方法，提高抗震性。

2.4增加抗震防线

高层建筑的抗震结构通常采用多个相互协调连接的延性分体系，例如框剪力结构就是结合了剪力墙和框架分体。一般在大型地震出现后会伴随多次程度不同的余震发生，所以高层建筑不能只设置一道抗震防线，因为一旦抗震防线受到损害，高层建筑主体就会被破坏，这是非常冒险的行为。设计师一定要认真研究抗震设防体系，提高主体结构的抗震力。

3提升土木工程结构抗震性能的方法

3.1科学选址

建筑物所在的地理环境、地质状况都会影响它的使用年限，这也是每一位建筑物设计师必须关注的关键因素。因此，在土木工程结构抗震设计中，设计师一定要科学、合理地选择建造场地，尽量避免在地质断层带、滑坡、地震频发区建设，以有效保证土木工程的稳定性与安全性。通常情况下，建筑物要尽可能的建造在地形平坦、开阔，地基稳固的地方，如果必须建造在沙土、液化土等土质疏松的地方，也一定要采取措施加强地基强度，提高建筑物的稳固性。

3.2科学选择结构材料

大量实践表明，钢结构的建筑物抗震性能最好，现浇钢筋混凝土结构的建筑物整体性能不错并且成本较低，预应力混凝土结构的建筑物弹性变形能力较强，它可以承受较大程度的变形。但钢结构的造价与维护费用较高，设计人员还是要根据具体情况进行设计。设计人员要全面掌握应用钢筋混凝土材料的优缺点，提出相对较好的建筑方案。若地震的持续时间较长，这种结构的刚度就会降低，塑性铰区会出现反向斜裂缝，一旦挤进细碎的混凝土，钢筋框架就会出现位移，进而使土木工程发生坍塌。设计师一定要严格把关钢筋混凝土的配筋率，找到最优的配比，提高这一结构的抗震性，一旦发生地震，也会保持更长时间的稳定。

3.3抗震层设计

抗震层位于土木工程建筑的顶部，它能够最大限度地隔离地震能量，提高建筑物的安全性。在实际设计工作中，抗震层顶部梁底与基础面要留出0.8 m以上的空间以方便其安装与维护工作。为了更好地发挥抗震层顶部楼板的作用，设计人员还可以尝试设计地下室的建造形式，将抗震层放到地下室柱顶或墙顶，并且可以在其上部安置减震器，将地震带来的影响进行转移，从而减少地震对建筑物的破坏。

4结语

总而言之，土木工程结构设计的抗震结构设计水平是影响整个工程结构设计质量的直接因素，土木工程结构的抗震设计能有效降低与预防地震对社会公众日常生活造成的破坏。在土木结构抗震设计过程中，设计人员要在熟练掌握土木工程结构设计相关准则规范与施工场地自然条件的基础上，因地制宜地进行抗震结构设计，严格把控抗震设计要点，逐渐探索出相对最佳的抗震结构，在有效提升土木工程抗震性能的同时，提升建设施工方的经济效益，推动我国土木工程行业的持续发展。

参考文献：

[1]贺国华. 谈土木工程结构设计中的抗震设计要点[J]. 山西建筑,2019,45(02):32-33

[2]京约,郝书研,潘希成. 探究土木工程结构设计中的抗震问题[J]. 绿色环保建材,2019(01):63-64.