土木工程結(jié)構(gòu)抗震問題分析
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［摘要］當(dāng)前土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震性受到企業(yè)更多的關(guān)注，相關(guān)人員應(yīng)該重視建筑抗震能力，土木工程的抗震性能提高直接影響到建筑質(zhì)量，能提高建筑穩(wěn)定和安全?？拐鹣嚓P(guān)問題需要從土木工程設(shè)計(jì)角度進(jìn)行綜合考慮，土木工程相關(guān)人員應(yīng)該樹立正確的抗震意識，更好地控制建筑質(zhì)量，為了保障工程整體質(zhì)量，需要做好相應(yīng)對策。
［關(guān)鍵詞］土木工程；抗震問題；分析
我國經(jīng)濟(jì)還在快速發(fā)展，城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，人們的生活有了很大的改善。建筑工程的施工直接決定了工程的質(zhì)量，施工的質(zhì)量對工程整體質(zhì)量來說意義重大。建筑企業(yè)和施工人員應(yīng)當(dāng)從抗震對工程的重要意義的角度上對存在的問題提出對策并不斷完善相關(guān)措施，從而保障質(zhì)量安全，促使建筑行業(yè)更加健康的發(fā)展。
1土木工程抗震設(shè)計(jì)的重要意義
地震作為重大自然災(zāi)害，對人們生命和財(cái)產(chǎn)造成巨大威脅。地震的級別高低，造成的威力也不盡相同。根據(jù)已有的數(shù)據(jù)表明，地震在全球范圍內(nèi)頻繁爆發(fā)，涉及的區(qū)域比較大，造成了難以預(yù)估的損失和不能彌補(bǔ)的傷害，人們對于地震往往是一種恐懼的狀態(tài)。大量的建筑物受損坍塌是地震帶來的最嚴(yán)重的損失，所以為了更好地避免這些經(jīng)濟(jì)方面的損失，改善和提高土木工程結(jié)構(gòu)的抗震性能是最可靠的方式，也具有積極意義。土木工程的發(fā)展需要對抗震結(jié)構(gòu)方面加以重視，提高建筑物的抗震效果來避免或減少外來因素或自然災(zāi)害的不良影響。
2土木結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中存在的問題
在設(shè)計(jì)過程中要保證其抗震的性能，但仍然存在一定的問題，對抗震能力進(jìn)行干擾，主要包括以下幾個(gè)方面。
2.1對抗震設(shè)計(jì)概念模糊不清
土木結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中將抗震的能力與其結(jié)合，主要是為了減少地震為建筑帶來的危害，避免因此造成的生命財(cái)產(chǎn)威脅。但在整體的設(shè)計(jì)過程中，由于設(shè)計(jì)人員沒有與時(shí)俱進(jìn)的抗震理念，仍然將較為傳統(tǒng)的抗?fàn)幏绞綉?yīng)用在現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)中，使用大部分的鋼筋來對抗地震造成的危害。但通過不斷的實(shí)踐證明，使用鋼筋的數(shù)量并不是與與抵抗地震的能力成正比，甚至使用很多鋼筋的情況下，可能會導(dǎo)致其他材料的功能沒有辦法完好的展現(xiàn)，這也影響了土木結(jié)構(gòu)抗震的整體效果。通過以上實(shí)踐得出結(jié)果，在設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)師應(yīng)更加注重抗震結(jié)構(gòu)施用的位置，設(shè)計(jì)師更加注重對于薄弱位置的維護(hù)。地震過程中很容易破壞到較為薄弱的地方，因此對其進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)顯得十分重要。
2.2對抗震設(shè)計(jì)不夠重視
目前在我國存在著大量土木結(jié)構(gòu)被地震破壞的現(xiàn)象，主要的產(chǎn)生原因在于，設(shè)計(jì)過程中沒有將抗震結(jié)構(gòu)很好地應(yīng)用在土木設(shè)計(jì)中，很大程度上與設(shè)計(jì)師沒有深切的感受到抗震結(jié)構(gòu)的重要性有關(guān)。主要發(fā)生在對建筑進(jìn)行改造時(shí)，只重視改造設(shè)計(jì)，而沒有將抗震結(jié)構(gòu)與之結(jié)合，這是忽視的主要原因。一旦地震強(qiáng)度十分大，原本的土木結(jié)構(gòu)無法承受地震帶來的強(qiáng)大沖擊，就會對人類的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的影響。因此在設(shè)計(jì)過程中，涉及人員應(yīng)更加注重對于抗震結(jié)構(gòu)的使用，在利用過程中根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行構(gòu)造結(jié)合。
3抗震設(shè)計(jì)的基本原則
3.1簡單化
設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)，往往要面對復(fù)雜還是簡單的選擇。相對于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，簡單的設(shè)計(jì)更能提高建筑整體的抗震效果，原因在于設(shè)計(jì)簡單有利于進(jìn)行較為精確的力學(xué)計(jì)算，有效把控結(jié)構(gòu)整體的平衡問題。設(shè)計(jì)如果復(fù)雜，就比較容易在設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)上出現(xiàn)一些被忽略的問題，導(dǎo)致在整體結(jié)構(gòu)的抗震性上不能達(dá)到應(yīng)有的效果。設(shè)計(jì)比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)在面對地震發(fā)生時(shí)也會在一定程度上增加因力學(xué)因素帶來的嚴(yán)重破壞和損失。簡單設(shè)計(jì)可以降低或避免出現(xiàn)以上情況的風(fēng)險(xiǎn)，最大程度降低地震帶來的負(fù)面效果。因此，在設(shè)計(jì)抗震結(jié)構(gòu)時(shí)，一定要遵守簡單化原則，盡可能的讓結(jié)構(gòu)整體趨于簡單化，不強(qiáng)求過于復(fù)雜的設(shè)計(jì)，避免承受帶來的損失和危害。
3.2整體性
實(shí)現(xiàn)建筑的整體抗震能力和效果是建筑設(shè)計(jì)的主要目的，如果對設(shè)計(jì)的某一方面太過細(xì)致，注意力只限于這一方面而忽視其他方面的設(shè)計(jì)，在面對地震時(shí)，建筑物會出現(xiàn)受損和毀壞的后果。因此，要對建筑的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行把控，并且要以此為基礎(chǔ)，對設(shè)計(jì)工作按計(jì)劃進(jìn)行，合理布置每個(gè)區(qū)域，注重結(jié)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)并且關(guān)注他們之間的統(tǒng)一性，了解每個(gè)部分的特點(diǎn)，在把握各部分情況的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。另外，抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要有效控制可能影響建筑穩(wěn)定的相關(guān)因素，保證建筑設(shè)計(jì)的整體和抗震需求達(dá)成匹配[1]。只有重視結(jié)構(gòu)的整體性，才能在設(shè)計(jì)中對所有環(huán)節(jié)、所有結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，提高整體的抗震效果。
3.3抵抗性
地震會給建筑結(jié)構(gòu)帶來極大威脅和損害并產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，要提高建筑抵抗能力，保證抵抗能力的有效性。為了有效提高建筑結(jié)構(gòu)的抵抗性能，必須要以力學(xué)原則為主要因素，要綜合考察建筑結(jié)構(gòu)的力學(xué)方面的特點(diǎn)，充分把握結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定以及平衡能力，不能脫離力學(xué)原則，否則建筑結(jié)構(gòu)整體的抗震效果難以保證，穩(wěn)定性也會受到影響。
4抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)
4.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理
設(shè)計(jì)土木工程中的抗震結(jié)構(gòu)時(shí)，科學(xué)合理是基礎(chǔ)。根據(jù)建筑物的實(shí)際情況以及自身特點(diǎn)對設(shè)計(jì)進(jìn)行合理和科學(xué)的規(guī)劃，保障設(shè)計(jì)在科學(xué)性合理性上都能有所提升。此外，設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮安全因素，對建筑抗震架構(gòu)的受力情況進(jìn)行分析，同時(shí)對穩(wěn)定性進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)需要改善的部分，及時(shí)進(jìn)行完善或優(yōu)化，提高結(jié)構(gòu)整體抗震能力。
4.2結(jié)構(gòu)平面與豎向原則
在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意各種原則，并且要嚴(yán)格遵循。其中最重要的原則便是結(jié)構(gòu)平面和豎向的規(guī)則性，對抗震結(jié)構(gòu)來說具有重要意義。需要在設(shè)計(jì)時(shí)，對承載力、高度等相關(guān)因素進(jìn)行全面綜合考慮，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性[2]。同時(shí)，針對整體設(shè)計(jì)的受力情況，通過最適合的計(jì)算方法進(jìn)行合理科學(xué)測量，對存在的問題或缺陷進(jìn)行改善或糾正，保證設(shè)計(jì)工作的順利開展，對受力較為脆弱的部分加以鞏固，形成完整且合理的土木工程抗震設(shè)計(jì)。
4.3建筑物結(jié)構(gòu)的剛性和設(shè)計(jì)外部形態(tài)的調(diào)節(jié)
剛性是進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須注意的方面，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的剛性有助于提高建筑的抗震效果，確保建筑的安全和穩(wěn)定。土木結(jié)構(gòu)的外部形態(tài)和建筑整體抗震性有直接關(guān)系，為了保證建筑外部的抗震效果，需要確保設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在外形上兼顧科學(xué)性和合理性。
5提高土木結(jié)構(gòu)抗震性的方法和策略
5.1不斷完善抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案
土木結(jié)構(gòu)施工要根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行，對土木工程的抗震能力提高有著重要影響。為了提高土木工程結(jié)構(gòu)的抗震能力，要對抗震設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化和完善。對施工中可能出現(xiàn)的問題或遇到的難點(diǎn)進(jìn)行全面分析，針對不同的情況制定策略，對方案進(jìn)行完善，使土木工程抗震設(shè)計(jì)順利進(jìn)行，保障束體的抗震性能以及質(zhì)量。在完善方案的過程中，要對設(shè)計(jì)目標(biāo)加以明確，對每個(gè)環(huán)節(jié)項(xiàng)目進(jìn)行細(xì)致到位的完善或優(yōu)化，特別是較為薄弱亟需改善的環(huán)節(jié)，對步驟要進(jìn)行細(xì)致劃分。比如針對建筑地基的抗震工作方面，要根據(jù)所在地的地質(zhì)情況，結(jié)合建筑物所屬的抗震級別進(jìn)行分析，這樣可以提高地基的抗震效果并且在穩(wěn)定性和承受能力上有所保障[3]。
5.2減震設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理
設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了更加有效的保護(hù)建筑物結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部，降低部件受損的程度，應(yīng)該將隔震以及消能減震的設(shè)計(jì)加入方案中。在進(jìn)行這項(xiàng)工作時(shí)要注意以下方面。第一，建筑物之間的結(jié)構(gòu)存在一定差異，因此會導(dǎo)致不同的隔震系數(shù)，因此要根據(jù)建筑物自身情況和特點(diǎn)對隔震支座進(jìn)行合理選擇，保證設(shè)計(jì)能達(dá)到期望的抗震效果。第二，在挑選地基所需材料以及施工的地址時(shí)，地基的穩(wěn)定以及密實(shí)性能要得到保證，以降低或避免地震所帶來的震動和沖擊，提高抗震效果。第三，設(shè)計(jì)隔震和消能減震時(shí)，根據(jù)抗震減震材料各方面特點(diǎn)，科學(xué)并且合理地選擇所需構(gòu)件，可以緩解地震帶來的沖擊，保護(hù)建筑物以及居民免受地震帶來的損失和傷害。
5.3應(yīng)用特殊抗震材料
對抗震進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為了提高工程的抗震性能，可以采用特殊材料來提高建筑的整體抗震效果。例如，在對建筑進(jìn)行抗震相關(guān)工作時(shí)，在實(shí)際施工中采用專業(yè)的隔震材料，以降低地震帶給建筑的危害和損失。一般會在土木工程施工中將適量的沙子和粘土加入到地基底部。這樣可以在一定程度上提高抗震效果。對施工進(jìn)行改良后，會用抗震效果更強(qiáng)的瀝青代替粘土和沙子，加固地基底部來提高抗震能力。另外，用抗震材料替換建筑護(hù)欄和墻體，可以提高建筑物抗震效果，并且可以保障工程質(zhì)量。
5.4土木工程的選址工作要嚴(yán)格把控
土木工程整體的抗震性能受到選址的直接影響，地址的選擇是否合理會影響到工程的抗震能力是否可以達(dá)到預(yù)期。科學(xué)并且合理的進(jìn)行選址工作，可以增強(qiáng)應(yīng)用優(yōu)勢，并且可以避免或者減輕地震帶來的嚴(yán)重危害和極大損失。企業(yè)要重視選址工作所帶來的影響，對工作加以重視，并且對過程要嚴(yán)格把控，為之后正式的施工奠定基礎(chǔ)，并保障抗震效果可以有效實(shí)現(xiàn)。
5.5對土木工程建筑市場節(jié)能方面加強(qiáng)監(jiān)管
當(dāng)今社會對節(jié)能減排十分關(guān)注，因此土木工程的建設(shè)也要跟隨時(shí)代潮流，符合當(dāng)代需求，從源頭推廣節(jié)能理念，嚴(yán)格監(jiān)督新設(shè)備和材料的生產(chǎn)和使用，以及報(bào)廢情況，要制定相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以及規(guī)范土木工程市場的相關(guān)規(guī)定和制度，為推廣節(jié)能政策和措施創(chuàng)造良好環(huán)境。同時(shí)，要落實(shí)這些規(guī)定制度，并且對企業(yè)違規(guī)違法的行為進(jìn)行嚴(yán)厲打擊，對企業(yè)進(jìn)行處罰，警示其他企業(yè)。將監(jiān)管工作做到位才能促進(jìn)土木工程建筑市場的良性發(fā)展。
5.6抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人才專業(yè)化
專業(yè)人才是抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不可或缺的因素，專業(yè)人才利用所具備的專業(yè)知識設(shè)計(jì)相應(yīng)的抗震結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)也會更加合理，抗震效果更加明顯，因此可以節(jié)省在這個(gè)環(huán)節(jié)上過多的精力以及資金的投入。專業(yè)人才需要培養(yǎng)，建筑公司可以和高校進(jìn)行合作，培養(yǎng)出更加符合需求的專業(yè)性人才，培養(yǎng)的過程需要注重實(shí)踐能力，提供更加多樣的培訓(xùn)，在專業(yè)知識上不斷豐富和提高，而且可以讓學(xué)生形成抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主觀看法和意識，在進(jìn)入土木工程相關(guān)企業(yè)后，會有利于設(shè)計(jì)工作，提高設(shè)計(jì)效率和水平。
5.7妥善地設(shè)置抗震防線
在設(shè)計(jì)過程中首先要保證抗震防線設(shè)計(jì)的科學(xué)性，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該將工程建筑的整體效果與之融合，在最大程度上保證抗震強(qiáng)度更加穩(wěn)定。要保證使用到的土木結(jié)構(gòu)，在地震發(fā)生時(shí)可以具有較好的可延展性，地震的破壞作用需要不斷的突破防震等級，只有將第一道防線突破之后，才可能會對其他防線造成影響，因此在設(shè)計(jì)過程中較多的防線設(shè)置，更有利于減少地震帶來的危害，盡量減少地震造成的損失。除此之外，土木結(jié)構(gòu)的建筑質(zhì)量也十分重要，必須保證在地震過程中建筑仍然有強(qiáng)大的穩(wěn)定性能，可以維持在地震時(shí)的良好狀態(tài)，新型材料的引入以及使用已經(jīng)成為抗震措施中較好的解決方法，減少地震事故可能為建筑帶來的巨大隱患。
5.8在建筑物的節(jié)點(diǎn)上設(shè)置良好的隔層裝置
建筑物維持穩(wěn)定性的主要關(guān)鍵點(diǎn)在于建筑的節(jié)點(diǎn)上，因此在設(shè)計(jì)過程中重要部位需要應(yīng)用更好的抗震材料，將地震帶來的危害降到最低，但在隔震材料的選擇過程中，要根據(jù)建筑的實(shí)際情況進(jìn)行挑選，普通的建筑樓房在選擇時(shí)有較廣泛的選擇范圍，但對于高層建筑來說需要有更高的要求，要盡可能地避免震動周期的加重，使減震效果達(dá)到最優(yōu)。在較低建筑的應(yīng)用過程中，應(yīng)不斷地對抗震材料的使用進(jìn)行引導(dǎo)，加強(qiáng)隔震材料的使用頻率。
6結(jié)束語
綜上所述，土木結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)可以有效避免地震等自然災(zāi)害帶來生命威脅和經(jīng)濟(jì)損失，因此要根據(jù)建筑物自身情況，進(jìn)行合理科學(xué)的抗震設(shè)計(jì)，有效提高建筑的整體抗震效果，對于降低損失具有積極意義。同時(shí)，企業(yè)要結(jié)合節(jié)能減排的措施，優(yōu)化抗震設(shè)計(jì)，不斷完善設(shè)計(jì)方案，提高抗震效果，促進(jìn)企業(yè)的綠色和可持續(xù)發(fā)展。
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作者：洪云 單位：湖北建藝風(fēng)工程設(shè)計(jì)有限公司
