土木工程结构设计中的抗震设计分析

土木工程结构设计中的抗震设计分析

刘亚峰

新疆石河子职业技术学院 新疆维吾尔自治区 832000

摘要：近年来，我国的社会经济与科学技术保持着齐头并进的发展态势，有效提高了国家综合实力。社会经济的发展加速了建筑行业的进步，人们对建筑有了更多的要求，不仅对建筑物的观赏性、经济性、实用性有了更高的追求，也越来越关注土木结构的抗震性。为了保障土木结构的抗震性达到建筑要求，保障使用者的人身安全，设计人员在设计建筑时需要充分考虑建筑的实际情况，结合施工环境和实际用途等进行抗震设计，这样才能使建筑的抗震性能和建筑物质量有所保障，为人们创造安全舒适的生活和工作空间。

关键词：土木工程；结构设计；抗震设计

引言

结构抗震本质上可以看作是地震能量的输入与结构不断耗散能量的过程,相比于承载力和位移指标,从能量的角度评估结构的抗震能力更能反映地震动持时对结构破坏的影响。而消能减震技术作为结构被动控制的一种方法,以其特有的经济性、实用性在实际工程中得到了广泛的应用,其在工程中的设计方法也成为抗震领域的热点问题。

1抗震设计的重要性

近年来，我国城市地震发生较为频繁，造成了严重的经济损失，并且对人们的人身安全造成了威胁。从房屋土木结构角度来看，当前大部分房屋建筑设计缺少抗震性能的优化，以建筑建设基本要求为主，因抗震建筑建设技术落后，刚度控制不佳，导致地震灾害对人们的生活造成较大影响。随着城市化的快速发展，城市人口密集度将持续增加，楼房建筑占据比例越来越高。为了打造便利的生活条件，很多楼房建筑以“底商+住房”结构为主，在底层设置了底商，以便人们购买生活必备品。所以，如何加强土木结构抗震性能，减少地震带来的危害，成为了当前土木结构设计中重要的待解决问题。

2土木工程结构设计中的抗震设计

2.1设计前期的震害调查

据调查，我国城市大部分房屋建筑以3层砌体结构为主，为了创造生活便利条件，在1层设置了底商或者车库。这两种建筑中，纵向一侧无墙体颇多，选取混凝土作为墙体施工材料，打造梁柱结构。然而，此结构中柱截面偏小，与其项对应的墙面为砖砌体墙。除了第1层以外，从第2层开始向上数的其他楼层均采用常规砌体施工。从土木结构布局角度来分析，此类型房屋建筑的上层建筑与下层建筑墙体不对齐，沿着竖向方向墙体存在不连续特点。当地震发生时，部分房屋虽然未倒塌，但是大部分房屋都出现了不同程度的损坏，导致居民无法正常在房屋中活动。

2.2抗震计算方式

如果钢结构有着较高的整体高度，那么计算过程中可以采用分解反应谱法。设计人员需要对工程所在区域具体抗震要求进行确定，通常在4~6级抗震等级要求的地区可以根据具体规范中的标准合理设置建筑，要注意考虑建筑物自身情况和当地地质情况，确保设计抗震强度能够和实际标准需求相符合。设计人员还要分析建筑场地类型，根据当地抗震设防烈度要求明确抗震方法。如果是丙类建筑物则需要采取降度处理建筑设计方案。在计算地震作用过程中需要计算重力荷载代表值，用恒荷载标准值加活荷载组合值确定最终荷载值。其中，活荷载的组合值系数为0.5，各结构具体活荷载组合值系数也为0.5，屋面部分的活荷载数值并不记入其中。

2.3土木结构设计中的减震措施

１）新建建筑物结构设计中的减震措施。现阶段，在新的社会需求当中，人们往往更加注重抗震减震的设计能力。在对建筑物进行建造的过程当中往往会对建筑物的基础部分进行特殊的处理，减轻地震所带来的威胁。而就目前现阶段来看有很多的减震装置主要就是为了防范后期地震所带来的危害而产生的，换句话说就是为了弥补前期防震功能的不足，这在一定程度上其自身的抗震效果就大大弱于隔震层。２）已建成建筑物的抗震加固措施。在对建筑物进行建筑的过程当中，建设减震措施一定要在施工刚开始就建设，如果超出了这个期限，所建设出来的减震措施往往不能满足实际的抗震需求，达不到减震的效果，并且如果在建筑物都建造完成之后再进行相应的抗震减震设计，也会导致其自身的抗震效果大打折扣。面对这种情况就可以在建筑工作进行的过程当中适当的增加阻力和效能减震装置来减少地震所带来的危害。因此这就需要相关的设计工作人员能够在设计开展的过程当中不断地加强这方面的分析，积极的进行事前准备，而不是事后弥补，从而让建筑物的性能得以大幅度提升。

2.4结构与构件的强度

提高结构与构件的强度在实际设防工作中是非常重要的，土木工程结构的地震破坏，主要是由于地震而引起的结构振动，所以在实际工作中需要根据地基的特点来了解结构的振动能量，将此作为最小值，使得结构能够具备较高的强度以及高度。在实际工作中需要在不增加重量和高度的前提下，使得总体强度能够得到全面提高，在高度选择方面需要依据现场情况来提高实际的设计效果。强度是决定抗震能力的重要参数，地震很有可能会导致结构出现反复变形的问题，使得刚度和强度在不断退化，所以在实施工作中需要加强对这一问题的有效认识，做好延性设计，不断完善抗震的设计模式和方案。

2.5荷载设计

对称、贯通形式的钢结构不规则形态设计具有更好的地域扭曲变形的效果，设计人员在设计中需要将钢结构基准线明确，对影响钢结构稳定性的因素加强考虑并且采取有效的应对办法，将结构设计质量提高。具体实践中还要加强特殊情况的考虑分析，比如不动铰支座可以避免梁位移现象，能够保证梁在平面内转动，但是仅仅考虑这一方面无法均衡钢结构受力情况，还要注意避免其他不良问题发生。应当设置梁绕纵轴扭转阻止构件，同时保证梁端界面自由翘曲确保钢结构稳定性，保证更加精准地计算结果，提高钢结构整体稳定性。

结语

综上所述，作为设计人员，在抗震设计工作中应精准把握设计要点，采用行之有效的抗震设计方法，做好土木工程结构的配置工作，构成稳定可靠的结构体系，发挥出整体结构在抗震方面的性能优势，保证建筑的正常使用。

参考文献

[1]梁锐.结构选型对高层建筑结构抗震设计的分析[J].建筑工程技术与设计,2017.

[2]余云龙.房屋建筑结构体系选型及抗震设计探讨[J].中国房地产业,2019.

[3]曹亮．建筑结构设计中的隔震减震措施浅析［J]．中国住宅设施，2021．