浅析土木工程结构设计中抗震设计

浅析土木工程结构设计中抗震设计

陈凯

中国中元国际工程有限公司安徽分公司  安徽，合肥 230031

摘要：土木工程建设中的抗震设计已成为业界的共识，而随着科技的进步与发展，土木建筑越来越稳定，给人类生活带来了更大的保障。土木工程的抗震设计是一项工作量很大的工作，对设计者的专业能力要求很高，如果工作人员的素质不合格，按设计施工的建筑结构就不具备稳定性，从而造成无法弥补的损失。好的品质是土木工程建设的目标，为了保证建筑的抗震性能，设计者应该遵循规范，在全面了解工程实际的基础上，进行抗震设计，并有针对性地进行合适的方法选择。

关键词：土木工程；结构设计；抗震设计

引言：地震是危害人类生命安全的重大自然灾害。近年来，我国多个地方连续发生强震，地震是一种人类无法精确预报的自然灾害，一旦发生，其破坏速度将会非常快。在土木工程中，抗震设计是一项非常重要的工作。大多数按照抗震规范设计建造的房屋都经历了地震灾害，而目前国内一些在建工程并没有对其进行科学的抗震设计，造成了严重的工程质量和安全隐患。在经济和科技的飞速发展下，建筑行业迅速发展，对建筑结构的设计提出了更高的要求，为了减少地震灾害，必须在选址、设计、施工等各个环节都做好抗震设防工作。虽然国内外学者已经开展了许多关于土木结构的抗震设计研究，但是，建筑抗震还需要进一步的研究。

1土木工程抗震设计的必要性及作用

1.1提高土木工程的抗震性能

目前，将抗震设计纳入土木工程结构设计已是建筑业必然要做的工作，在地震多发区，合理的抗震设计可以降低建筑物的破坏程度，防止人员伤亡。难道说，只有在地震频发的地方，才会有这样的设计？答案是否定的。在工程建设中，抗震设计是一个非常重要的课题。为什么要做民用建筑的抗震设计？这有什么用？首先，我们要知道，如果建筑不够稳固，在地震等自然灾害的时候，很容易就会倒塌，所以只有那些抗震能力比较强的建筑，才能够避免这种情况的发生。相关专家通过对相关领域的研究，将极大地提高我国土木工程的抗震能力，这对于推动我国土木工程的发展具有重要意义。

1.2提高土木工程的刚度水平

现在，我们还没有办法对地质活动进行控制，我们只能尽量发挥主观能动性，使建筑的刚性程度得到提升，使其在地质活动中不被破坏。在土木工程中，若只考虑其他方面，而忽视抗震，则最后建成的房屋将极易遭受地震破坏。到那个时候，地质运动非常激烈，地表经常发生坍塌，届时必然会带来巨大的破坏，并带来不必要的经济损失和生命损失。因此，必须将抗震设计融入到土木工程设计中。

2土木工程结构抗震设计研究中存在的问题

2.1结构抗震设计概念不清

地震是一种破坏性很大的自然灾害，它具有突发性和随机性，到现在为止，世界上还没有一种可以准确预测地震的仪器。我国现行的3级抗震设计目标是“小震不破，中震可修，大震不垮”，以减轻地震灾害。目前，国内外大多数抗震设计方法均采用内嵌一体化结构，即将房屋地基及上部作为一个整体，既保证了房屋的刚度，又在地震作用下的承载力。然而，面对种类繁多、类型各异、基础深度愈大、抗震能力愈强的建筑物，仅靠提高结构刚度已无法满足抗震要求，需在重点部位强化抗震设计，并引入概念性设计手段，以提高结构的抗力，降低损伤，可见抗震设计理念是抗震设计的灵魂。

2.2建筑材料的选择

如果说设计计划是一个先决条件，那就是选材。设计者在施工过程中必须注意选材，注意建筑物的稳定性，保证建筑物的抗震能力。一座能够抵御地震的建筑，必须要有足够的材料。所以，施工方在选材时，必须对施工材料的质量进行多道检查，保证材料的强度和硬度，从而可以有效地防止由于材料质量不达标而降低建筑物的抗震性能。因此，对建筑物的构造和选材必须严格谨慎。

2.3忽略环境影响因素

环境是人们日常生活的重要组成部分，在进行土木建筑结构设计时，不仅要考虑安全性、耐久性和牢固性，还要对温度、湿度、水土酸碱度、化学侵蚀等环境因素进行综合考虑。然而，在设计过程中，设计人员常常忽视了对环境的影响。这种情况下，既不能保证结构的耐久性，也不能保证结构的安全性，同时也会对混凝土及钢筋造成不利的影响。因此，设计人员在进行建筑设计时，必须充分考虑到环境的作用，否则就会产生一系列的问题。

3土木工程结构设计中的抗震设计

3.1建设过程中的场地选择

在进行土木工程设计时，选址是必不可少的一环。在勘察的过程中，要先熟悉整个区域的地形地貌，尽量避免出现沉陷和断层的地层，确保建筑物的抗震性能。如果无法有效避免，则需要对其进行合理的加固保护。

3.2使用特殊的防震材料

土木建筑采用防震材料进行抗震处理，是指在建筑物的基础上，以减少地震时巨大的地震可能给建筑物带来的破坏。传统的做法是在建筑物的基础上填入砂土、黏土等，这样可以减少地震对建筑物的不利影响。近几年，由于国家在建设方面的投入越来越多，相关部门在土木建筑抗震方面也有了长足的进步，例如在建筑物地基上铺设一层沥青，其减震效果要比沙土和泥土好得多。在选择围栏、墙体等材料时，尽量选择质地较轻的材料，以减少地震发生时的危险。

3.3合理布置结构

在建筑结构设计中，布局是一项非常重要的工作，它能有效地改善建筑的抗震能力。在进行土木建筑布局的时候，设计者必须综合考虑建筑物的平面形状、建筑物所处的地形、荷载的分布以及建筑物的抗侧力性能等。尽管这些布局看似简单，但在实践中由于诸多因素的影响，往往无法达到预期的效果，特别是土木工程外部设计非常烦琐，设计者很难按简化的方案实施，只能将潜在问题控制在可接受的限度之内。另外，国家有关部门也应该制定相应的规范，增加设计者的实际经验，确保建筑物的抗震性能能够满足。另一方面，投资方也不能不懂装懂，随便批评设计者的设计，让他们随心所欲地修改，这样才能确保土建结构设计的实用价值。

3.4建筑平面抗震设计

均衡对称是建筑布局的核心，而对称则能更好地反映出建筑不同的空间功能要求。如果建筑物的墙体和钢构件是不对称的，则会造成建筑物的受力不均，造成部分墙体甚至建筑物的破坏。平面组合设计，单体设计，是建筑平面设计中的重要构成要素。在进行每个房间的平面设计时，要精确地确定每个房间的面积，以及门窗的位置。建筑物的平面组合形式是多种多样的，如集中式、单体式等，应根据工程场地条件，选用合适的平面组合方式。以单体建筑为例，通过对竖向交通进行合理的合理利用，将各种使用空间有机地结合起来，多用于商住楼和高层办公建筑。设计中应尽量将垂直交通布置在平面上，增加建筑物的整体刚度和抗扭能力。若垂直中心位于平面外侧，则应尽量减少开启角度，以避免“转角效应”的产生。就拿中央型来说，利用大堂，将所有的房间融为一体，而大堂就是其中的一个重要纽带。该结构多用于大跨结构、空间网格结构等大型商场、展览馆等，以增强结构的抗震能力。

结语

总之，在土木建筑中，地震作用关系到整体的结构设计，因此，在抗震设计这一环节，必须给予足够的重视。在设计中，相关人员必须严格遵循设计规范和设计准则，对各个设计环节的设计方案和数据进行控制，尽量缩小设计的理想效果和现实效果的差距，在条件和时间许可的时候，可以添加一些可以考虑的因素，从而进一步提升抗震设计的合理性。

参考文献：

[l1李学勤.土木工程结构设计中的抗震研究[J].住宅与房地产，2019（04）.

[2]魏春铁.土木工程结构中的抗震问题分析[J].建材与装饰，2019（07）.

[3]路畅.土木工程结构中的抗震问题分析[J].建材与装饰，2019（31）.