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摘要:为了有效的提升土木工程的使用安全性,减少地震发生时所带来的灾害,目前在进行土木工程结构设计的过程中,已经将抗震作为了研究和分析的重点内容,借此来保证土木工程质量的提升,同时推进土木工程建设的发展。文章从抗震设计的基本原则入手,探讨了土木工程结构设计中的抗震性能。
关键词:土木工程;结构;设计;抗震
中图分类号: S969 文献标识码: A
引言
随着我国社会的发展,我国的建筑结构设计也有了很大的发展。因此在对土木工程进行结构设计时,要加入对建筑物的抗震性能的相关设计,从而控制建筑结构的抗震性,使土木工程有更高的安全保障。所以对土木工程结构设计中的抗震研究是一件非常有意义的事情。
一、抗震概念设计的基本原则
1、建筑场地选择的基本原则
场地条件是造成建筑物震害的重要原因,因此在选择建筑物场地时,工程师应该注意掌握场地的工程地质、地震活动和地震地质等会影响工程的因素,并结合工程的实际需要,对抗震有利、不利和危险地段做出综合评价。选择对建筑抗震有利的地段,例如平坦、开阔的坚硬场地土;避开对建筑抗震不利的地段,当无法避开时,要采取有效的抗震措施。
2、建筑体型的确定原则
建筑物体型应力求简单、规则、对称,质量和刚度变化均匀,以减少地震作用产生的形、应力集中及扭转反应。
3、选择合理的抗震结构体系
结构布置应具备多道抗震防线,多道设置抗震防线是为了防止由于地震的连续性对建筑物带来的多次冲击,以提高建筑物的防震能力。
结构应具备必要的抗震承载力,良好的变形能力和耗能能力,避免地震对抗震结构体系的破坏,同时结构的刚度和强度需分配合理,避免薄弱环节出现。而一旦薄弱环节的出现,就要采取有效的加强措施。
4、非结构构件的处理
考虑到结构可能在地震中会变形,建筑幕墙等应采用可靠的连接方法,加强非结构构件件的预埋件锚固部位,承受来自建筑非结构构件带给建筑主体的震力。墙体材料方面要优先考虑轻质材料。刚性护墙沿纵向宜均匀对称布置,与主体连接可靠,才能适应结构向不同方向的位移。
二、土木工程抗震机构设计中需要把握的要素
基于地震造成的在还具有无可估量性以及近年来发生地震几率的高频率性,使得建筑师们对于抗震设计越来越重视,为了有效的提升土木工程后期建设的使用安全性,在进行抗震结构设计的过程中,必须注意以下几点:
1、保证结构规划的整齐性和合理性
这里所指的结构整齐性指的是在进行结构设计的过程中,保证建筑结构的外形与立体刚度具有高度的对称性,进而有效的促进抗侧力的提升,达到建筑质量与抵御外力对称的目的,保持建筑物重心的稳定性,促进抗震性能的提高。
2、保证结构形状设计的简练性
一是保证结构设计的精细和简练,同时明确和分析各个构建的受力,保证计算数据的高度精确性。二是当地震发生的情况下,减少对建筑物的损坏,促进抗震能力的提升。
3、保证整体设计的合理、科学和有效性
在进行结构设计的过程中,必须严格按照相关的基础要求进行,保证设计的承载强度和刚度达标,同时与上部的构建进行稳定、可靠的衔接。再者就是保证隔板、柱体等衔接空间的充足,进而保证结构具有足够的刚度以及抗力,能够与其它部件之间形成良好的衔接,提升竖向和水平的抗震能力。
4、保证竖向设计的均匀性
这是在进行土木工程结构设计过程中必须充分考虑的因素,尤其是要特别的注意建筑横隔层的设计,精确竖向结构的尺寸收缩,保证分隔层均匀的称重。再者就是保证开设洞口的规则和整齐,减少扭曲和外力的作用,保证结构的强度、刚度和延性。这就要求了在设计过程中,必须使结构钢性、支柱在同一个水平面上具有均衡一致性,促进对地震能量的吸收和发散。在进行充填墙设置的时候,分开柱和墙,并将防震缝设置,保证后期建筑施工的质量。
三、土木工程中抗震加固的要求
1、抗震鉴定按现行《建筑抗震鉴定标准》对建筑物的抗震能力进行鉴定。通过图纸资料分析规场调查核实、进行综合抗震能力的逐级筛选,对建筑物的整体抗震性做出评定,并拟定抗震鉴定报告经鉴定不合格的工程提出抗震加固计划报主管部门核准。
2、抗震加固设计针对抗震鉴定报告指出的问题,通过详细的计算分析进行加固设计。文件应包括技术说明书、施工图、计算书和工程概算等。
3、设计审批抗震加固设计方案和工程概算,一般要经加固单位的主管单位组织审批审批的内容是是否符合鉴定标准和工程实际。加固方案是否合理和便于施工,设计数据是否准确,构造措施是否恰当,设计计文件是否齐全。
4、工程验收抗震加固工程的验收,通常分两阶段进行,一是隐蔽结构工程的验收,通常在建筑装修以前对结构工程,特别是建筑装修后难以检查的部位加设于顶棚内的加固措施,抹灰后难以辨认的做法和地下工程等进行检查验收。二是竣工验收,全面对建筑结构进行系统的检查验收
5、工程存档抗震鉴定对原有建筑结构作了系统的检查、验算、鉴定,找出原有建筑的缺陷与问题。抗震加固又针对问题提出加固措施。在施工过程可能有所变动,在加固后使用过程可能出现情况,例如地基的沉陷经过加固,可能稳定,也可能继续开展。原有的裂缝也可能再度发展,因此必须将抗震鉴定书加固图纸施工档案进行工程存档。
多年来的经验实践证明要保证抗震加固质量,除了要求抗震鉴定准确,加固方案合理,确保加固的施工质量也是极为重要的。抗震加固施工与新建工程施工的操作要求,虽然基本相同但由于抗震加固是对原有结构进行补强,在使新加构建与原有构件联成一体,在施工操作时还有一些特殊要求因此施工质量是抗震加固工程的重中之重。
三、提升土木工程结构设计中抗震性能的具体措施
1、必须对结构进行合理的布局,保证地震发生的情况下,能量能够很好的传递和转化,这就要求了在设计过程中,要保證构建能够形成双向的抗侧力体系,使梁、墙以及支柱在中线轴上处于同一水平。并在地震中表现出弯剪力破坏,在墙的底部产生塑性屈服。并且保证连梁充分的形变以及在梁端部位发生塑性屈服。同时遵循强墙弱梁的原则,促进墙肢体部位的承载力提升,进而充分发挥墙段的抗震作用,防止剪力破坏现象的发生。
2、在进行土木工程设计的过程中,必须充分的考虑抗震的等级,进而在此基础上针对性的进行相应的处理。分别处理土木工程墙、柱以及梁的各个节点,以三个等级的设置防护标准作为地震发生情况下的主要准则,借此来有效的提升建筑的安全性能和质量。除此之外,还必须保证钢筋混凝土结构具有良好的延展性以及承载力,同时遵循强剪弱弯的结构设计原则,对柱截面的面积进行科学、合理的选择,对轴压比进行严格的控制,对各个节点的构造进行严格的设计,对构造配筋的相关要求和事项严格把握。
3、加强抗震防线的设置,保证具有完善性和多层级性,保证在地震发生的情况下,各部分构建都能够发挥分散能量的作用,起到很好的预防和保护建筑物的作用。强化建筑的延展性,使构建的刚度与强度能够合理有效的分配,起到很好的吸收和分散地震能量的作用。四是对各个节点进行有效的保护,设计过程中加长框架内同一水平的柱两端的屈服,并在柱底将塑性铰形成,使柱端和梁端的塑性铰得以分散,将土木工程结构设计的抗震有效性和高效性充分的展现。
结束语
随着建筑行业的不断发展,土木工程作为建筑行业中的重要工程,有着极其重要的地位。在土木工程的结构设计中,抗震研究的进行对建筑结构的性能和稳定性有着非常重要的作用。所以相关工作人员要重视结构抗震的概念设计,从而更好地表现抗震理念并进行实行,促进和发展当今建筑结构的抗震设计,提高建筑结构的安全和稳定性能。
参考文献
[1]李峥.水利与建筑工程混凝土结构设计规范受弯承载力分析比较[J].结构工程师,2009(06):51-55.
[2]赵刘群,李芙蓉,支鹏.英标BS8110与JTJ267—1998《港口工程混凝土结构设计规范》的异同点[J].水运工程,2010(01):35.
[2]张静月,王小平.港口工程混凝土结构可靠度分析及材料设计指标的确定[J].水运工程,1998(04):51.
关键词:土木工程;结构;设计;抗震
中图分类号: S969 文献标识码: A
引言
随着我国社会的发展,我国的建筑结构设计也有了很大的发展。因此在对土木工程进行结构设计时,要加入对建筑物的抗震性能的相关设计,从而控制建筑结构的抗震性,使土木工程有更高的安全保障。所以对土木工程结构设计中的抗震研究是一件非常有意义的事情。
一、抗震概念设计的基本原则
1、建筑场地选择的基本原则
场地条件是造成建筑物震害的重要原因,因此在选择建筑物场地时,工程师应该注意掌握场地的工程地质、地震活动和地震地质等会影响工程的因素,并结合工程的实际需要,对抗震有利、不利和危险地段做出综合评价。选择对建筑抗震有利的地段,例如平坦、开阔的坚硬场地土;避开对建筑抗震不利的地段,当无法避开时,要采取有效的抗震措施。
2、建筑体型的确定原则
建筑物体型应力求简单、规则、对称,质量和刚度变化均匀,以减少地震作用产生的形、应力集中及扭转反应。
3、选择合理的抗震结构体系
结构布置应具备多道抗震防线,多道设置抗震防线是为了防止由于地震的连续性对建筑物带来的多次冲击,以提高建筑物的防震能力。
结构应具备必要的抗震承载力,良好的变形能力和耗能能力,避免地震对抗震结构体系的破坏,同时结构的刚度和强度需分配合理,避免薄弱环节出现。而一旦薄弱环节的出现,就要采取有效的加强措施。
4、非结构构件的处理
考虑到结构可能在地震中会变形,建筑幕墙等应采用可靠的连接方法,加强非结构构件件的预埋件锚固部位,承受来自建筑非结构构件带给建筑主体的震力。墙体材料方面要优先考虑轻质材料。刚性护墙沿纵向宜均匀对称布置,与主体连接可靠,才能适应结构向不同方向的位移。
二、土木工程抗震机构设计中需要把握的要素
基于地震造成的在还具有无可估量性以及近年来发生地震几率的高频率性,使得建筑师们对于抗震设计越来越重视,为了有效的提升土木工程后期建设的使用安全性,在进行抗震结构设计的过程中,必须注意以下几点:
1、保证结构规划的整齐性和合理性
这里所指的结构整齐性指的是在进行结构设计的过程中,保证建筑结构的外形与立体刚度具有高度的对称性,进而有效的促进抗侧力的提升,达到建筑质量与抵御外力对称的目的,保持建筑物重心的稳定性,促进抗震性能的提高。
2、保证结构形状设计的简练性
一是保证结构设计的精细和简练,同时明确和分析各个构建的受力,保证计算数据的高度精确性。二是当地震发生的情况下,减少对建筑物的损坏,促进抗震能力的提升。
3、保证整体设计的合理、科学和有效性
在进行结构设计的过程中,必须严格按照相关的基础要求进行,保证设计的承载强度和刚度达标,同时与上部的构建进行稳定、可靠的衔接。再者就是保证隔板、柱体等衔接空间的充足,进而保证结构具有足够的刚度以及抗力,能够与其它部件之间形成良好的衔接,提升竖向和水平的抗震能力。
4、保证竖向设计的均匀性
这是在进行土木工程结构设计过程中必须充分考虑的因素,尤其是要特别的注意建筑横隔层的设计,精确竖向结构的尺寸收缩,保证分隔层均匀的称重。再者就是保证开设洞口的规则和整齐,减少扭曲和外力的作用,保证结构的强度、刚度和延性。这就要求了在设计过程中,必须使结构钢性、支柱在同一个水平面上具有均衡一致性,促进对地震能量的吸收和发散。在进行充填墙设置的时候,分开柱和墙,并将防震缝设置,保证后期建筑施工的质量。
三、土木工程中抗震加固的要求
1、抗震鉴定按现行《建筑抗震鉴定标准》对建筑物的抗震能力进行鉴定。通过图纸资料分析规场调查核实、进行综合抗震能力的逐级筛选,对建筑物的整体抗震性做出评定,并拟定抗震鉴定报告经鉴定不合格的工程提出抗震加固计划报主管部门核准。
2、抗震加固设计针对抗震鉴定报告指出的问题,通过详细的计算分析进行加固设计。文件应包括技术说明书、施工图、计算书和工程概算等。
3、设计审批抗震加固设计方案和工程概算,一般要经加固单位的主管单位组织审批审批的内容是是否符合鉴定标准和工程实际。加固方案是否合理和便于施工,设计数据是否准确,构造措施是否恰当,设计计文件是否齐全。
4、工程验收抗震加固工程的验收,通常分两阶段进行,一是隐蔽结构工程的验收,通常在建筑装修以前对结构工程,特别是建筑装修后难以检查的部位加设于顶棚内的加固措施,抹灰后难以辨认的做法和地下工程等进行检查验收。二是竣工验收,全面对建筑结构进行系统的检查验收
5、工程存档抗震鉴定对原有建筑结构作了系统的检查、验算、鉴定,找出原有建筑的缺陷与问题。抗震加固又针对问题提出加固措施。在施工过程可能有所变动,在加固后使用过程可能出现情况,例如地基的沉陷经过加固,可能稳定,也可能继续开展。原有的裂缝也可能再度发展,因此必须将抗震鉴定书加固图纸施工档案进行工程存档。
多年来的经验实践证明要保证抗震加固质量,除了要求抗震鉴定准确,加固方案合理,确保加固的施工质量也是极为重要的。抗震加固施工与新建工程施工的操作要求,虽然基本相同但由于抗震加固是对原有结构进行补强,在使新加构建与原有构件联成一体,在施工操作时还有一些特殊要求因此施工质量是抗震加固工程的重中之重。
三、提升土木工程结构设计中抗震性能的具体措施
1、必须对结构进行合理的布局,保证地震发生的情况下,能量能够很好的传递和转化,这就要求了在设计过程中,要保證构建能够形成双向的抗侧力体系,使梁、墙以及支柱在中线轴上处于同一水平。并在地震中表现出弯剪力破坏,在墙的底部产生塑性屈服。并且保证连梁充分的形变以及在梁端部位发生塑性屈服。同时遵循强墙弱梁的原则,促进墙肢体部位的承载力提升,进而充分发挥墙段的抗震作用,防止剪力破坏现象的发生。
2、在进行土木工程设计的过程中,必须充分的考虑抗震的等级,进而在此基础上针对性的进行相应的处理。分别处理土木工程墙、柱以及梁的各个节点,以三个等级的设置防护标准作为地震发生情况下的主要准则,借此来有效的提升建筑的安全性能和质量。除此之外,还必须保证钢筋混凝土结构具有良好的延展性以及承载力,同时遵循强剪弱弯的结构设计原则,对柱截面的面积进行科学、合理的选择,对轴压比进行严格的控制,对各个节点的构造进行严格的设计,对构造配筋的相关要求和事项严格把握。
3、加强抗震防线的设置,保证具有完善性和多层级性,保证在地震发生的情况下,各部分构建都能够发挥分散能量的作用,起到很好的预防和保护建筑物的作用。强化建筑的延展性,使构建的刚度与强度能够合理有效的分配,起到很好的吸收和分散地震能量的作用。四是对各个节点进行有效的保护,设计过程中加长框架内同一水平的柱两端的屈服,并在柱底将塑性铰形成,使柱端和梁端的塑性铰得以分散,将土木工程结构设计的抗震有效性和高效性充分的展现。
结束语
随着建筑行业的不断发展,土木工程作为建筑行业中的重要工程,有着极其重要的地位。在土木工程的结构设计中,抗震研究的进行对建筑结构的性能和稳定性有着非常重要的作用。所以相关工作人员要重视结构抗震的概念设计,从而更好地表现抗震理念并进行实行,促进和发展当今建筑结构的抗震设计,提高建筑结构的安全和稳定性能。
参考文献
[1]李峥.水利与建筑工程混凝土结构设计规范受弯承载力分析比较[J].结构工程师,2009(06):51-55.
[2]赵刘群,李芙蓉,支鹏.英标BS8110与JTJ267—1998《港口工程混凝土结构设计规范》的异同点[J].水运工程,2010(01):35.
[2]张静月,王小平.港口工程混凝土结构可靠度分析及材料设计指标的确定[J].水运工程,1998(04):51.