时间:2023-07-14 16:25:09
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇土木工程抗震设计,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
【Abstract】With economic development, progress, people's living standards and quality of science and technology have been greatly improved. Seismic performance of engineering structures is an important part of the project structure performance gradually by the people concerned. Optimization of seismic design of structures, seismic design to solve the existing problems, the need to learn structure, support seismology other aspects of knowledge and technology, but also need to learn from experience and advanced technologies. Civil engineering structures important to consider the design of the seismic issues. In this paper, based on the actual situation of civil engineering construction, engineering factors affecting the seismic performance analysis and discussion, civil engineering and structural design of earthquake-resistant design make recommendations, provide a reference for future seismic design of civil engineering structures.
【Key words】New Era;Civil engineering;Seismic design;Strategies
在进行土木工程的建设的过程中,为了更好的避免豆腐渣工程,需要在进行土木工程的建设过程中对其所设计的建筑物加入一定的抗震性能。并且需要根据所设计的建筑物自身的状态和功能来进行针对其自身结构的抗震的概念设计,这种抗震设计其主要的目的就是为了更好的控制建筑物在发生地震时的状态,让建筑物在发生地震的时候可以尽可能的减少出现倒塌和损坏的状态。对土木工程建设的建筑物进行抗震处理,不仅仅是为了减少在出现地震时所出现的经济损失,同时也是为了减少在出现地震时的人员伤亡。
1. 影响土木工程中的结构抗震的几个因素
1.1土木工程建设的场所。 在地震发生的时候,不同的场所遭受到的地震的程度也是不同的,所以在进行土木工程的过程中选择其工程建设的场所就显得尤为重要,并且这也是直接影响这一工程建设在抗震效果上的因素。一个好的、宽广的场所不仅仅能够有效的减小震感,同时还能够方便施工单位更好的去修建地基。对于任何一个土木工程来说地基都是最为重要的一种,只有地基建造的特别好才能在基本上保证一个工程的抗震程度,因为一旦发生地震,地基是第一个受到地震波侵袭的场所,如果这一环节没有认真的修建那么就会导致整个建筑在发生地震的时候没有办法做到抗震的效果。所以在进行施工场场所的选择的时候尽可能的去选择地址坚硬的场地或者地址密实且均匀的中硬土地,尽可能的去避免滑坡、倾斜等场所。
1.2土木工程中所选择的材料以及其设计的机构体系。 在进行土木工程的材料选择的时候需要选择硬度相对于较强的,不易发生弯曲的,这样可以有效的避免地震来临的时候建筑坍塌和变形。而目前来看我国在进行土木工程的过程中,多数情况下所选择的材料多为钢筋混凝土,而这一材料本身容易变形、弯曲以及发生侧移,所以在进行工程抗震材料选择的时候尽可能的避开这一材料,从而选择钢结构、钢管混凝土等不易发生变形的材料。
1.3土工工程的结构高度。 无论是哪种形态的建筑,其高度都是整个建筑中十分重要的一个环节,很多时候不能够为了追求建筑设施的独特性而无止境的升高建筑,在地震来临的时候高度越小的建筑其受到的破坏也相对于小,过高的建筑在发生地震的时候容易出现变形等多种问题,所以在进行抗震设计的时候需要确定建筑应该需要的高度,避免建筑过高。
1.4土木工程中的结构自身的抗震程度。 目前来看我国对于土木工程的在建筑结构上的抗震程度要求不是很高,其主要的要求就是:小震不坏、中震可修、大震不倒,所以在进行工程的设计中必须要做好以上几点。
2. 有关土木工程的抗震方式的相关措施
2.1重视工程场地的选择。 在进行土木工程的结构场地选择的时候,首先要对整个工程的场地进行考核,确定好施工场地的状态,并且需要施工单位对于施工当地的气候以及地形、地质条件都进行考察,尽可能的避开断层、滑坡、凹陷等不良的地段,如果没有办法避开这些地段,则需要在这些地段上施加一定的安全防护措施,以免出现意外。
2.2合理的选用工程的材料。 选择合理的施工材料是整个工程在建造的过程中十分重要的一个环节,在进行土木工程的建造之前,就需要施工单位把所需要的材料的抗震系数都确定好,并且对材料的抗震系数进行分析和总结,确保所选择的材料的抗震性良好。同时也需要考虑到整个建筑,不能出现整个建筑全部都依赖一种材料这种问题,以防出现一个材料出现问题,整个工程都需要重新开始这种问题,要求工程中的每一种材料都有其各自的位置,但是不能出现过分依赖某一种材料这种事情。
2.3合理的设计以及选择适当的材料。 在进行土木工程的建设的时候,要保证整个工程的设计结构十分匀称,同时要保证整个工程的稳定性以及安全性,需要提高的不是一个工程中的某一部分的抗震效果好,而是要整个工程的抗震效果都好,而对于材料的选择上则需要材料的硬度相对于强,不易于变形。
2.4设置多道抗震措施。 设置多道抗震防线是整个工程中必不可少的一项,其设计的原理就是:在发生地震的时候,首先需要在构件中延性较好的材料发挥其抗震的作用,并且需要其他的构件同样也发挥一定的作用,但是在实际中只有突破第一防线建筑物中的其他材料才会受到影响。
3. 结束语
(1)虽然我国在建筑结构抗震研究中已经取得了很大进步,但是仍存在许多需要解决的问题,要想优化建筑结构抗震设计,取得进一步发展,不仅需要建筑结构工程技术的不断发展,严格按照建筑规范设计,满足抗震要求,保证设计的科学性、合理性,提升建筑的抗震性能,设计安全性高、稳定性强,能够满足抗震要求的建筑物,还需要相关准则的不断优化,适应新形势新标准的要求,提升我国建筑结构抗震设计的高水平。
(2)在进行土木工程的设计过程中,其自身的抗震性能是设计中一个十分重要的一点,所以在进行土木工程的抗震设计的时候,需要综合各方面的因素来进行相关的设计,并且有效的去提高整个工程的结构设计,可以采取以上所述的相关要点来进行归纳和总结,在根据自身的工程特点最后制定出一个独特的符合自身需要的一个抗震方式,同时在选择设计人员的时候尽可能的去选择专业素养较高的从业人员,并且以此来有效的提高土木工程中的相关抗震的性能,这也可以有效的保证当地震发生时我国的人员伤亡以及财产伤亡都能减少。
参考文献
前言:
在地震发生的过程中,产生的冲击波会对建筑物的各部分结构产生一定程度的破坏作用。因此,随着科学技术水平的不断发展,土木工程结构设计中的抗震性已逐渐成为工程质量的评价标准之一。在土木工程施工前,需要收集大量地震灾害的数据并对其进行统计与分析,从而提升抗震计算的精确度与准确度。
一、影响土木工程结构的抗震性能的因素
在土木工程的施工设计中,抗震性已逐渐被重视起来。想要提升建筑工程的整体抗震性能,需要先对影响土木工程结构的抗震性因素进行了解和分析,才能提出针对性的解决措施。现阶段,影响抗震性的因素主要包括以下几个方面:
1.土木工程建设的场地选择
施工场地的选择是影响土木工程抗震性最直接的影响因素,也就是说,想要提升建筑物的抗震性,首先就需要选择一个良好的施工场地。在场地的选择上需要注意以下几点:一是场地中的地基状况。地基一定要保持一个平稳的状态,才能在发生地震时,避免由于地基不稳而导致的工程结构在地震中遭到破坏的现象。二是地势要平坦开阔。只有选择这样的地形,才能有效避免滑坡、断层等地质破坏现象,能够很好地确保地基的稳固性,从而达到提高抗震性能的作用。
2.材料的选用以及机构体系的设计
在实施方案的制定过程中,需要通过选择合适的结构体系和材料,来达到提升整体结构稳定性的效果。当前,土木工程施工中钢筋混凝土的结构形式已被广泛使用,但由于钢筋混凝土结构存在易弯曲、易侧移等缺点,在实际的施工中应该准确规划其使用的部位,避免由于其变形而导致整体建筑结构的抗震能力有所下降。此外,可以采用钢管混凝土、钢结构等,降低柱体断面的尺寸,从而优化整体的建筑结构。
3.合理控制土木工程结构的高度
对于土木工程来说,无论哪种建筑都应该适当地控制其结构的高度,这对建筑的抗震性具有非常重要的作用。从实际角度出发,在地震中结构物的高度与其受破坏情况成正比,也就是说,想要保证结构物在地震中受到较小的破坏力,则需要其自身的高度不能过高。相反,结构物过高时,由于其稳定性不足以抵抗地震的冲击力,很容易导致结构物的变形,造成严重的破坏后果。因此,在结构设计中要充分考虑到结构物的高度,并根据施工现场及环境的基本情况,设定合理的高度,以充分保证建筑物本身的抗震能力。
二、土木工程结构设计时抗震设计的具体措施
地震的破坏性是非常大的,但是随着地震次数的增多,人们对其研究的水平也逐渐提升。在土木工程建筑结构设计的过程中应该根据地震的形态,制定出可以灵活运用的设计方案,从而有效提升建筑物的抗震性,在整体设计上需要遵循以下几方面的要求:
1.重视场地及材料的选择工作
在进行土木工程结构设计之前,需要对施工场地进行严格的勘测和调查,对施工场地的地质情况、地形情况等进行全面的掌握,并在此基础上确定好抗震场地。并要避免凹陷、断层、滑坡等危险地段,对于实在避免不了的地段,要提升建筑结构的抗震性能,以此来满足施工的要求。在工程材料的选择上也要考虑到抗震性的要求,需要根据各种材料的参数对材料自身的抗震性及变异性能进行有效的研究与分析。要充分保证工程材料的独立特行,在其中某些材料存在问题或不能正常工作时,并不会对其他材料起到反作用,影响其他材料的稳定性,并且在整个建筑工程中要避免出现过度依赖某一构件的现象,以保证在某一构件失效时,并不影响建筑的整体质量。在土木工程结构体系的确立过程中,应该先明确好计算的简图,要保证其具有良好的承载能力、抗变形能力及消耗地震能量的能力等。在施工的过程中,以钢筋混凝土结构为基础,在此基础上需要保证整体结构的强度与刚度,对于容易发生问题或事故的薄弱环节进行必要的加固处理,以此来提升建筑结构的抗震性能。
2.均匀地进行竖向设计
在结构设计的过程中,需要对建筑的横隔层及其上下结构比例的竖向收进尺寸有所把握,在此基础之上,对竖向受力进行具体的分析,以保证分隔层的称重均能达到标准。此外,在开设洞口时要保证其整齐性,从而增加整体结构的刚度与强度,确保整体结构不会由于突然受到外力的作用而发生扭曲的现象。同时,要保证同一层的支柱与其他连接结构的刚性保持一致。使整体的刚度趋于平衡状态,增加结构的延性,可以有效地吸收和散发部分地震能量。在设置填充墙的过程中,需要将墙与柱分割开来,并在不影响建筑的整体受力情况下,可以通过设置防震缝的形式保证防震结构的质量。
3.进行合理有效的整体设计及和规划
在土木工程整体的设计上,要保证柱体、隔板、楼盖等连接部位的抗力和刚度,应当将所有的部件紧密连接在一起,无论是水平方向还是竖直方向,都应该增强其协同度,从而提升整体结构的抗震性与稳定性。此外,良好的结构规划能够确保建筑结构具有对称的整体布局,这种对称性包括外形的对称和立体刚度的对称,从而有效提升建筑的抗侧力。同时,只有保证好质量的对称,才能使建筑能够很好地避免重心偏离,从而提升其均衡抵抗外力的能力。
4.需要简练的形状
对于建筑物的抗震设计应该保持一种简练的形状。首先,建筑结构的简练设计可以使各项结构都清晰可见,从而很容易对各结构的受力情况进行分析,能够有效提升建筑物结构设计的精准性。其次,建筑物结构设计上减少了工程内部的薄弱环节,有效减少地震对建筑物的破坏作用,从而提高了整体建筑的抗震能力。
5.增强梁柱节点的抗震性能
在整体的结构设计上,要确保结构的均匀性,建筑中的每一个构建都应有一定的延性及抗剪性,并合理选用塑性的变形结构,以此来提升建筑结构的稳定性。对于梁柱节点的抗震设计要提高重视,与此同时也要充分保障好钢筋结构的抗震性、延性和承载能力。在实际操作中,需要按照“强柱弱梁、强节点弱构建、强剪弱弯”等原则进行设计,对梁柱的截面及轴压比进行有效的控制,从而提升各节点的抗震能力。
6.设置多道抗震防线
抗震防线的设置可以有效减少地震对土木工程结构的冲击力,是提升整个结构抗震性至关重要的环节之一。多道防线之所以能够很好地起到抗震的效果,主要是因为在地震的过程中,延性较好的构件首先发挥其抗震作用,虽然其它构件也有一定的抗震能力,但是发挥的作用相对较小,所以在第一道防线的设计中,需要保证好各构件的延性及质量,在此基础之上,设置多道防线使地震波在传达到建筑结构之前已被消除,从而提升抗震性能。
结束语:
土木工程的抗震性设计主要是为了减少由地震灾害所引起的房屋倒塌、建筑物被破坏等现象。在实际的抗震设计中既要结合施工场地的地质、地形情况,还要考虑到设备、材料等一系列外界因素,是一项非常困难且繁琐的工作。虽然现阶段土木结构的设计工作仍存在很多问题,但是随着科学技术的不断加快及人们对抗震性能关注度的提升,终会促使抗震设计工作发挥其自身的价值,从而有效提升建筑的整体抗震性。
参考文献:
[1]唐忻忻.关于土木工程结构设计中存在的问题与对策[J].城市建设理论研究(电子版),2015,(8):2586-2586.
1、土木工程抗震结构设计中的重要性?
近几年来, 雅安地震、汶川大地震等不同大小级别的地震时有发生,严重影响了人们的生存质量。如何增强土木建筑工程抗地震能力显得尤为重要,对于抗震结构设计的重要性,我们主要从以下两个方面进行探讨。一是土木工程在结构上具有复杂性,地震发生时所产生的动力作用效应具有多样性,这样就使得抗震设计成为了当下土木工程结构设计的重中之重。二是为了保证施工建设质量的安全和实用性,就必须保证设计概念的实际性和合理性,而这主要是从实体的实用性和真实性出发,使抗震设计不断的优化。?
2、土木工程抗震设计中需要把握的要素
基于地震造成的损失具有无可估量性以及近年来发生地震几率的高频率性,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:
2.1保证结构布置的规则性和合理性?
首先,在进行抗震设计时应尽可能保证土木工程结构的规则,使其简单明了,并且可以初步的计算土木结构各构件的受力情况,进而保障抗震设计的精确性。除此之外,简单地建构外形可以最大程度的降低地震对建筑物的损害,进一步提高土木工程结构的整体性,提高其抗震性能。?
2.2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件的受力,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。
2.3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,同时与上部的构件进行稳定、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。?
2.4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,并设置防震缝,保证后期建筑施工的质量。?
3、提高土木工程结构设计中抗震措施
3.1合理选择建筑结构原材料
材料是提高建筑物整体质量的基础保障。钢筋材料在土木工程施工中使用范围非常广,钢筋材料的质量直接决定建筑物的整体抗震能力。因此,施工人员应该结合建筑施工的实际状况,选择合适的材料,在考虑钢筋韧性的同时还应该充分考虑钢筋的受力方向。在选取土木工程施工中使用其他材料时,施工人员在考虑材料抗震性能的同时还应该注重成本控制,从根本上为土木工程的发展提供动力。?
3.2合理结构布置,提高抗震效果
建筑结构设计中的布置是一个很重要的环节,对建筑房子抗震性能有很好的提高作用,在设计建筑结构布置中,设计者需要考虑到很多的因素:所在建筑地的地形、建筑平面外形尺寸、抗侧力分析、荷载的分布情况等。这些布置表面上简单,可是真正运用在实际当中,就会出现各种各样不同的原因而导致没有规定时所出现的效果,尤其是当建筑设计的外在非常复杂,设计者很难按简单化方案的方式施工,只要将问题控制在允许范围即可。现如今的我国还没有对建筑结构设计作出明确的规定,如果再加上是初来的设计者缺乏实践的经验,很可能无法保证建筑结构的设计要求,有的设计师还一味地听投资商的意见,放任他们所说的无理要求,这样很有可能破坏原本的较为规范的设计,而出现各种问题,各种数据偏差,这样建筑结构设计就失去了它的意义作用。
3.3合理设计隔震及消能减震?
在对结构减震的实践中,在7度的地震中检测表明其土木工程结构所承受的地震作用大致相当与5.5级的地震烈度对建筑产生的破坏性影响,其结构在遭遇地震的时候工作范围仍然在弹性范围内,降低了结构在地震中产生的加速度、位移、速度等不良反应,从而减轻或者消除了结构部件的损坏,对土木工程起到了很好的保护效果。设计消能减震、隔震需要重点注意以下几方面内容;其一,选取地基及建筑场地期间,应确保地基的密实特性,确保地基的稳定性,也就是最大程度降低地震对建筑的作用;其二,因为建筑结构的差异,隔震系数的标准也各不相同,因此,设计期间,需要结合项目的真实情况,选择科学的隔震支座,不可以忽略风力的负荷作用;其三,选择隔震、抗震的构件期间,应重点对建材原料的延性进行考量,从而缩减地震对建筑的损坏程度。中国目前也有几十余座新建或加固的被动耗能减震建筑与桥梁。上海电视塔、珠海金山大厦、上海杨浦大桥等大型建筑都应用了耗能减震装置,并取得了很好的减震效果。
3.4对抗侧力的体形进行优化
假如进行土木项目施工期间,选取刚性的结构预案,则可以降低地震作用对建筑主体结构的损坏,并不会出现较大的形变,能够高效确保围护墙及保护隔墙。当建筑结构中的超静定数量越多,则塑性铰越多,相应可以减弱地震的危害。针对结构来讲,强度越高,稳定程度越好。相关工作人员应对建筑结构的屈服性实施优化,当结构受到损坏时,不可以依据楼层设定屈服机制,而需要遵照整体屈服机制进行。设计结构期间,需要重点关注以下几方面原则:其一,强柱弱梁;其二,强节弱杆;其三,强压弱拉;其四,强剪弱弯。也就是在选择横向杆件期间,需要对杆件的轴力进行细致考虑,保证其尽可能出现弯曲耗能,从而增强整体构建的延性。?
3.5不断培养抗震结构设计的专业人才?
为培养抗震结构设计专业型人才,应该在各个大专院校的课程中设置抗震结构设计的专业,教师在传授理论知识的同时,不能忽视学生的实践能力,组织建筑领域抗震设计比赛,最大限度地调动学生们的学习积极性和主观能动性,使其充分发挥聪明才智,不断鼓励他们,使他们不断研究探索,最终成为既有理论基础又具备实践能力的真正意义上的专业型的人才,为我国建筑的抗震结构贡献更多的力量。?
4、结语
综上所述,在土木工程中,结构抗震性能已成为衡量工程整体质量安全地重要指标,随着相关制度规范的相继颁布,对工程建筑的抗震性能有了更高得要求。新技术、新理念得不断涌现,为抗震设计提供了很多新途径,在实际工作中我们要不断总结经验教训,对建筑结构抗震设计进行深入探讨,明确设计思路,进一步提升了建筑结构的整体抗震性能。
参考文献:
中图分类号:TU352文献标识码:A文章编号:2095-9052(2016)0002-000496-01
一、土木工程中影响抗震的因素分析
1.传统的抗震方式
首先,传统的抗震理念是从长期积累的工程经验中总结出来的,不具备精确地可测量性和科学性,如此一来,得到的结果就带有一定的局限性,是根据主观意识和部分客观意识得到的,所以需要不断地进行实验考核。另外,即使通过理性分析得到结果,也只是定性而不是定量分析。抗震建筑的设计被强加以法定意义上的不可逾越性,给土木工程设计人员造成一定的工作局限性。
2.结构设计的基本点
在建筑设计的过程中,要想使材料灵活运用,就需要结构上的形状简练,简单的结构设计可以更加清晰的对建筑物的每个部件进行分析,提升数据的精确性。其次是竖向结构的设计,如何更加均匀是要着重注意的,保证建筑物不会因为遭受猛然的外力袭击而发生改变。再就是整体设计的合理性,建筑物的根基最为重要,若底部的承重能力差,那么各部件的牢固性将减弱,使得重心偏离根基点。
二、如何加强土木结构的抗震能力
1.建设过程中的场地选择
建筑设计之前的必要环节就是选择场地。在进行调查工作时,关于整块地域的地形地貌也要加以了解,有些地层曾发生过断裂、凹陷的情况,应适当避开,确保建筑工程中的抗震效果。若部分凹凸不平的地域无法躲避,要进行相应的预防措施,对不良路段加固防护。
2.建设材料及建设结构的选择
材料的选择从一定程度上决定整个土木工程设计的抗震性能。在设计的初始阶段要针对不同的材料进行仔细研究,以及材料的质量对整个建筑物的影响。通常意义上说,要致使少量材料的损坏对整个抗震效果并无影响,避免出现依赖单一材料进行设计的情况。除此之外,工程运作前的设计简图也是重中之重,图纸应明确地表现材料发的作用、建筑物的抗震能力和重量承载力。结构设计的过程中注意整体的结构强度,采取具体可行的加固方式,提升建筑物的抗震能力。
3.工程设计的高度选择
在生活中,不管何种工程的实施都需落实在一定的高度基础上,工程设计的高度选择对于提升建筑的抗震性具有十分重要的意义。据实际情况调查得出,地震在发生的过程中,高度与地震带来的危害成正比,即高度越高危险性越大,破坏越严重。所以在结构设计的过程中也要考虑建筑物的高度,与合理的设计相辅相成,提高工程的稳定性。
三、抗震概念的普遍规律
1.里应外合
在地震发生的时候,外部因素的作用力强于内部。泥土滑坡、地层断裂等情况造成建筑物相应的损坏,所以在进行工程设计时,判断所处地域的地层相当重要。地震运动会使房屋倒塌,建筑物根基晃动,造成人员伤亡。外部作用首先是软土地域的缺陷。软土在地震发生时会扩大震源,深陷土底致使工程整体向内歪斜。其次是液化的泥土,地震时的液化会导致地面表层的喷水,根基的泥土完全失去作用力,因此我们应重视建筑物的选址。内部原因主要指合理选择建筑结构,重视建筑物的平面对称,提高抗震能力,各内部构造与楼板无缝连接。
2.刚柔并济
每件事都具有两面性,这一概念同样在土木工程设计中适用。在构件的使用中,应注意刚硬部件与柔软部件的结合,构成整体的零件不同,每块零件的刚度优劣也不尽相同,在地震发生时,刚度较弱的地层会首先发生破坏现象。所以在建筑构件的设计中也应注意相互妥协,满足工程结构的整体统一。
四、抗震设计中的具体措施
1.提高建筑物承载力
如今,我国的抗震目标主要为“小震不坏、大震不倒”,这就需要土木工程的设计能提高抗震能力,保证整体结构的系统机制。多道防线在抗震过程中发挥着重要作用,其原理是:使性能较好的建筑部件首先发挥抗震作用,尽量减小薄弱构件的抗震作用力。
2.重视整体结构选型
上文中提到结构对于抗震性能有重要作用,在此我们根据系统科学的方法提高建筑物在地震来临时的抗倒塌性能。从建筑物的结构整体来说,提升抗震效果并不一定要花费大量资金提高承载力储备,也可以通过设计合理的部件关系来巩固建筑,利用各部件之间的相互作用形成有层次的受力整体。
中图分类号: E271 文献标识码: A
引言
近几年,全球各地各种自然灾害的发生率明显提高,其中地震对居民生活以及城市经济发展具有极大的破坏作用,因此,在进行土木工程施工时,施工人员应该充分考虑地震对施工的影响,针对建筑施工的实际状况,设计合理的抗震结构。
一、土木工程抗震设计的概述
建筑的抗震设计对于国家财产的保护,人民生命安全都有着极其重要的意义,当地震来临时,建筑抗震设计不仅仅能够保护人们的生命安全,还保护了国家财产,为国家经济建设做出了贡献。所以建筑抗震设计是建筑设计中极其重要的内容。但是,由于地震等灾害的发生具有不确定性,随时性,破坏性等的特点。土建工程的抗震结构设计对于整体的工程质量以及使用者的人身安全都有及其重要的作用。土木建筑结构的抗震设计是属于结构设计中的概念设计,能够在概念设计中清晰的表达。为了更好的做好土木建筑结构的抗震设计,在设计之前需要精确的掌控灾害能量的最大输入,结构体系,土木建筑结构的类型,刚度分布等相关问题。这样就可以从根本上消除土木工程建筑结构抗震结构中的薄弱环节。
二、土木工程结构中影响抗震设计的因素分析
在实际施工过程中,土木工程受诸多因素影响其抗震能力有较大的波动掌握土木工程抗震技术的前提是明确土木工程影响抗震能力的因素,笔者对影响因素做了以下总结:
1、地基影响因素。地基是建筑物整体质量的基础保障,是后期各项施工顺利开展的依据,如果土木工程地基选址不合理,在实际施工过程中建设工程的抗震能力将受到严重削弱;
2、土木工程的结构及原材料对土木工程抗震能力有直接影响,施工过程中如果土木工程结构设置不合理或者使用的原材料质量存在问题,土木工程的整体质量将受到严重影响,其抗震强度必将受到严重削弱;
3、建筑项目的高度对土木工程抗震能力有直接影响。伴随着经济的发展,城市高层建筑数量越来越多,国家对高层建筑的安全指标、材料特性以及力学模型等提出了更高要求,以上因素如果不符合施工要求遇到地震危害后将产生严重的后果;
4、抗震预防影响因素。在实际施工过程中各建设项目必须针对建筑物抗震性能编制合适的预防措施,为提高土木工程使用寿命提供技术保障。
三、深化土木工程抗震设计的对策
1、合理选择地基场地
合理选择地基场地是促进我国土木工程抗震技术发展的基础保障。在实际施工过程中,设计人员应该结合实际施工状况选择合理的施工场地,施工人员必须深入施工现场,了解土木工程所在地的地质状况,明确该地段的地震活跃状况,结合当地实际地震发生情况对可能出现地震区域进行分析,研究人员还应该准确地评定该区域一旦发生地震后地震的等级以及毁坏程度等。选址过程中,应该尽量少选择不利于施工的场地,如果建设项目中必然存在施工困难的区域,施工人员应该对该区域的地质加工加固,经过筛选后的地基应该处在密度较高或者岩石较多的基土位置,从根本上提高建筑物的抗震能力。
2、关注建筑结构的规则特性
实际施工中,为提高土木工程的抗震能力,施工人员还应该更高度关注建筑结构的规则特性。土木工程结构设计人员应该尽量选择最简单的抗侧力结构,与此同时确保结构的规律特性,在实际施工过程中,在合理分布建筑物承载能力的同时,还能提高建筑物的稳定性和牢固性。如果土木工程的结构不规则,施工时钢心和建筑物结构会出现严重的交错现象,一旦发生地震建筑物架构将出现严重偏离,整体强度降低后土木工程的稳定性也随之降低。因此,设计人员应该关注建筑结构的规则特性,减少因建筑结构不规则引发的地震灾害。
3、合理选择建筑结构原材料
合理选择建筑结构原材料是提高建筑物整体质量的基础保障。钢筋材料在土木工程施工中使用范围非常广,钢筋材料的质量直接决定建筑物的整体抗震能力。因此,施工人员应该结合建筑施工的实际状况,选择合适的材料,在考虑钢筋韧性的同时还应该充分考虑钢筋的受力方向与竖直方向。在选取土木工程施工中使用其他材料时,施工人员在考虑材料抗震性能的同时还应该注重成本控制,从根本上为土木工程的发展提供动力。
4、合理设计隔震及消能减震项目
地震常发带对土木工程的抗震能力要求非常高,土木工程不仅要具备基本的抗震能力还应该具有隔震和消能减震的作用。因此,土木工程研究人员应该在选址期间确保地基的密实性和稳定性,从根本上降低地震对建筑物整体质量的影响。另外,研究人员还应该结合建筑物自身存在差异,明确各建筑物的隔震系数,选择合适的隔震支座,提高建筑物的抗震性能。最后,研究人员还应该设计合适的隔震和抗震构建,明确建筑用材的延性,减小地震对建筑物的破坏。
5、加固设计
5.1如果土木工程的结构设计存在问题,设计人员应该及时增加构建的数量,以增强土木工程整体强度为依据,提高建筑物的整体抗震性能。
5.2设计人员应该通过增强建筑物承载性的方法提高土木工程的抗震能力,在扩大建筑物原截面的同时,增加构建提高建筑物的稳固性。
5.3如果建筑物的整体结构不符合土木工程抗震标准,设计人员应该及时调整建筑物整体结构,在分散地震力的过程中减少地震对建筑带来的损坏。
四、土木工程结构抗震设计的未来发展
1、积极引进先进的技术
科学技术是第一生产力这句至理名言适用于任何地方,抗震的结构设计也不例外。只有拥有先进的技术才能保证抗震设计的质量和效果。应该积极借鉴国外的先进抗震技术,再结合我国的实际情况,建造出适合于我国的抗震建筑,才是我国建筑行业长久、持续、健康发展的不懈原动力。
2、不断培养抗震结构设计的专业人才
我国长久以来的应试教育体制在一定程度上扼杀了人才的创新能力。现阶段我国正大力提倡素质教育,但我国人口多决定了这并不是一蹴而就的事,需要有一个时间上的过渡阶段,需要人们的不懈努力才能完成。为实现素质教育,培养抗震结构设计专业型人才,应该在各个大专院校的课程中设置抗震结构设计的专业,教师在传授理论知识的同时,不能忽视学生的实践能力,组织建筑领域抗震设计比赛,最大限度地调动学生们的学习积极性和主观能动性,使其充分发挥聪明才智,不断鼓励他们,使他们不断研究探索,最终成为既有理论基础又具备实践能力的真正意义上的专业型的人才,为我国建筑的抗震结构贡献更多的力量。
3、完善相应的法律法规
法律法规是监督和约束建筑人员工作规范的行为准则。只有建立了一定的法律法规,才能使建筑设计和施工人员时刻摆正自己的位置,工作上做到认真负责,保质保量的完成工作。法律法规一方面是专业问题有效蓝本和依据,很多专业问题可以从中找到明确的答案,使施工人员有章可循。另一方面的作用是有法可依。特别是有些施工人员没有按照既定的操作流程进行工作,或有的施工人员违背职业道德,相应的法律法规对此都有明确的惩罚措施,这不仅可以对犯错人进行了有力的惩罚,更为深广的作用是警示他人,警钟长鸣,规范人的行为。
结束语
总之,土木工程结构中抗震技术对提高建筑物整体质量、增加建筑物使用寿命有直接作用。土木工程建设者应该在明确影响土木工程抗震能力的因素的前提下,从合理选择地基场地、关注土木结构的规则特性以及合理设计隔震及消能减震项目等方面着手,全面提高建筑物的抗震能力。
参考文献
[1]周朝霞.土木工程结构中的抗震技术发展[J].中国新技术新产品.2013(08):168.
中图分类号:C35 文献标识码: A
前言在抗震设计的过程中,首先我们应该认识到抗震意识应该成为建筑设计的重要理念之一,并且在设计的过程中,对于该理念进行严格的执行和操控。本文论述了传统土木工程抗震的方法,并且在实际实践中提出了自己的建议,旨在希望可以提高建筑自身的安全性,使建筑行业朝着更加健康安全稳定的方向发展。
1. 土木工程结构抗震性能所存在的问题
地震所造成的损害主要来源于地震发生时所产生的地震波,地震波具有较强的穿透力,可以在非常短的时间内,通过土壤、岩层和低级,使建筑物发生外部的裂变和挤压,当结构内部的力量超过了建筑物的承受能力,就会发生建筑物的变形、损坏甚至倒塌。现阶段,土木工程的抗震技术主要采用等效斜撑的方法,该方法具有一定的有效性,但是由于其精确度较低,所以在实际的应用的过程中具有一定的局限性。也有些学者企图从非线有限元的角度进行模型的填充,但是施工过程过于复杂,实际效应并不高。在抗震设计的过程中,我们应该对其有理论上的把握。影响建筑物抗震能力主要在于建筑物的刚度,所谓抗震的刚度,按照相关理论的规定,与在按空框架分析的基础上乘以小于 1 的周期修正系数体现填充墙对结构的刚度贡献,而不去计算填充墙的刚度。周期修正系数与地震作用下混凝土框架的反应密切相关。所以在抗震设计中对于周期修正系数的确定是确定框架填充墙结构是否合理的一个重要的因素。如果我们没有进行精确的计算,那么该范围将直接导致在土木工程施工过程中稳定性和抗震性的不精确。另外,对于框架周期系数的合理性,现阶段也存在一定的疑问,并没有十分肯定的理论依据和学界认可。
2土木工程结构中常见的抗震设计方法
2.1依据土木工程结构的基本构造
一般情况下设计土木工程结构时,当主要土木工程结构为钢筋混凝土时,应该对钢筋混凝土的构建截面尺寸大小及最小配筋率等因素加以重视,之后才可以使得抗震设计更为有效。在设计构造土木工程的砖混结构时,一般采用限制房屋建筑的高度、层数和层高等方面的设计方法。外在设计土木工程结构的横纵墙时,不仅要设置钢筋混凝土的构造柱还应该设置防震缝等。近年来我国不断完善建筑结构的抗震设计标准和规范,增加了许多强制性的规范内容,如要求对建筑屋顶的楼梯及设计楼构造加以重视进而确保构造柱能够在建筑物的顶端和圈梁进行连接、伸展,从而使得建筑的承载力和结构刚度得到有效地提高,使突出部分和主体结构得到突出且形成整体。
2.2依据土木工程的规划和场地
为了使得土木工程结构良好的抗震性能得到满足,就应该考虑建筑场地去选择较强稳定性的场地。设置抗震层是一个抗震性较高的建筑必须要考虑的。此外,建筑结构的外部空间应该考虑邻栋楼之间的距离和建筑外观等因素,也应该考虑邻栋楼之间位置的舒适感和安全性等因素。因为建筑物大都需要长期使用,因此建筑的整体结构在可以移动的距离内不能出现障碍物。例如能够在建筑结构的可移动范围内,设置出入口去保证人们的生命安全。可以设置门墙或者标记的方法来提示人们注意安全去报这个过往的人或车可以顺利的进出出入口。
2.3依据土木工程结构的结构性能
目标设计土木工程的抗震性能,目的是在出现地震灾害时去保证建筑物的安全l生能。所以在设计建筑结构抗震性能的过程中,遵循的设计标准是在建筑物区域中可能会出现的地震强度其对应的建筑结构抗震性能。确定建筑结构的抗震性能指标应该主要依据如何确保建筑物内部或者外部在地震来临时不会受到影响。此外还应该保证建筑结构不具有抗震性能的部分及其重要基础部位也应该具备抗震能力。一旦地震发生,应该控制建筑结构在自身可以承受的范围之内。此外还应该考虑建筑结构的抗风性能。原因是建筑结构会在巨大风力的影响下会发生水平方向的震动,会影响建筑的安全性能,使得建筑的安全实用性降低从而影响建筑抗震结构构件本身的耐久度。因此,一定要使得建筑结构的性能达标且能够满足建筑结构的设计要求从而达到抗震效果。
3提升土木工程工程抗震设计质量的有效策略
3.1对建筑场地进行恰当的选择分析
了解我国相关的抗震减灾法后,对可能发生的严重自然灾害的建筑工程来讲,应该注重评价防震的安全性能。在进行评价后应该严格的依照地震安全性能的评价结果,设置相应的抗震设防的标准,然后去进行抗震设防的相应工作。其抗震设防主要分为四类:甲、乙、丙、丁。重大且易发生次生灾害的建筑工程是其中最为重要的。所以在设计建筑物场地时,应该选取合适且能够使得地震所产生的影响得到有效降低的地理位置,尽量不要建设在易给建筑物造成不良影响的区域。尤其是地基软弱且容易液化的场地,由于地震使得建筑场地产生液化作用,进而使得地基能力降低,易使建筑物发生倾斜,严重时甚至倒塌。此外,还应该安全规划社会经济系统去使得地震产生的自然灾害局限在某一区域。
3.2对结构形式进行科学、合理的选择
近年以来我国出现较多的土木工程结构形式,其中主要包括钢筋混凝土结构、钢结构、砖混结构及钢筋和混凝土相互结合的结构,假如受到地区不同且设防烈度不同等因素的影响就会严重影响建筑物的结构形式。所以在进行建筑时应该对结构形式进行科学合理的选择。一般来说,钢筋混凝土结构的柔性、变形能力、承载能力都较好,且其抗震能力也较强,因此应该以建筑物自身的功能和抗震要求为依据,去对建筑结构的方案进行确定,此外对于高层建筑设计选择建筑结构体系时应该着重考虑建筑结构的侧移度。另外随着不断增加的房屋建筑层数,其结构受到地震作用和荷载作用的影响而出现的水平方向的位移也会随之不断增加从而使得建筑结构的抗侧移刚度也随之增加。建筑的钢筋混凝土结构体系所包含的构件、受力的特点和不同的组成方式也会使得抗侧移刚度产生变化。当建筑物其体型较为简单和规则时,在设计时能够更好地明确其受力性能,而且对于其在地震发生时的实际反应及其内力也能够进行准确地分析,而且结构内部具体的构造也易于处理,这样的结构即使在地震作用下其受到的损害也较小。
3.3使得抗震设计的质量得到提升
大家都知道地震会产生极大的破坏力,因此设计土木工程的抗震性能是很有必要的。当前我国建筑结构的整体设计水平还很低,不够合理的建筑设计方案和结构方案使得建筑工程的成本费用极高,建筑物的重量也很大,且加深了地震给建筑物所带来的严重危害。因此,为了使得土木工程设计的合理性得到保证,便应该遵守准确且科学的抗震理论,并坚持合理、科学的设计原则今儿使得建筑结构自身的可靠性和安全f生得到提升。比如其设计原则便是认真考虑建筑结构构件的承载力、刚度、消耗能力和延续性去使得建筑具有足够的承载力、强硬的刚度及强力的延性性能。
4结束语
总而言之,在整个土木工程的建设过程中,土木工程的抗震设计问题对工程的建设质量,人们日常生活的安全以及稳定的社会环境都有极其重要的影响和地位。所以,在土木工程的抗震设计进程中,要先了解到抗震设计的重要性,随之对抗震的结构形式、合适的施工建筑场地进行科学且合理的选择从而使得建筑抗震设计方面的安全性得到提升,最终使得土木工程抗震设计的整体质量得到提升进而使得建筑行业健康持续的发展。
中图分类号:S611文献标识码: A
一、土木工程结构设计的重要性
(1)土木工程结构设计是关系到整个建筑的质量与安全的关键,尤其是土木工程结构设计的安全性已经成为土木工程考虑的首要因素。现代社会,建筑行业蒸蒸日上的发展对于建筑的质量与安全的要求越来越严格,因此,要保证土木工程的质量与安全,必须要重视土木工程结构设计的重要性。
(2)土木工程结构设计关系到施工单位施工水平的高低。土木工程结构设计是工程的前期准备,也是关键所在,前期设计工作质量不高,将会导致后期的施工过程不能顺利进行,严重的会引起施工中的不安全事故的发生,威胁到了施工人员的生命安全,并增加了建筑成本,影响到整个建筑的质量水平。
(3)土木工程结构设计也关系到国家基础事业的发展与人们的生命安全。土木建筑工程是国家的基础事业,关系到国家的整体发展情况,只有做好土木工程结构设计,才能保证整个工程达到国家建筑业的标准。
二、土木工程结构设计中存在问题的解决措施
(1)设计详细的图纸。土木结构主要是体现在土木图纸中,同时也是施工时的重要依据。一旦图纸出现问题,就会影响到整个土木的施工。所以,设计土木图纸的土木结构设计师一定要认真负责的按照规范完成,不能盲目的为了追求速度而将标注省略。与此同时,在设计图纸的过程中,对于所出现的复杂之处、细微之处要进行详细的标注,以免在日后的土木工程施工过程中出现一些较为麻烦的情况。图纸设计师在设计图纸结束后,应该进行认真的检查,认真的审核出图纸中是否存在一些错误。如若有,则应该及时的进行改正,避免一些不必要的损失。
(2)设计内力组合。内力组合是工程结构设计中抗震设计的关键点,要在调整结构抗震系数的基础上加以科学设计。在进行抗震设计时,构件材料的强度要大于未考虑抗震要求时的材料强度。若是以普通抗震设计材料强度对抗震系数加以计算,那么在实际工程结构抗震设计过程中要对系数加以调整。经过全面的抗震系数调整,提高土木工程结构的抗震能力。
(3)严格的遵循设计规范。在当前土木业迅速发展的今天,如若想保证土木行业能够健康发展,则要求土木商必须严格遵守土木行业方面的法律法规,按照相关的规定进行活动。这就对土木结构设计师提出了很高的要求,即作为一名土木结构设计师,不但要认真的学习设计的规章制度,也要按照相关的规定进行合理的结构设计。以此来促进建设结构设计向着规范化的方向发展,避免在土木过程中发生一些安全问题。
三、提高土木工程结构安全性的方法
(1)从管理上保证设计的安全性。房地产开发人员在选择设计单位时,一定要选择有保障、实力较强以及管理先进的设计单位。因为这样的设计单位一般具备丰富的设计经验,同时他们也具有先进的管理理念,并且设计人员的专业素质都较高。因此,这样可以在设计中更好的提高设计质量,以保证结构设计的安全性。
(2)对相应的理论进行完善和提高。在设计中要对相应的设计理论进行完善和提高,即要求对一些概念性设计有比较深入的了解,并在此基础上保持设计思路的清晰。所以,现在的概念结构设计已经成为了保证结构安全性的主要设计思路。
(3)在设计中做到准确全面。在设计中,应该使用科学化和系统化的管理对整个结构设计项目进行细分,这样有助于将设计的子项目逐一进行完善和审核,也可以保证在设计中不会遗漏任何项目和计算内容。然而,许多设计事故多是由于设计中某一项目或计算参数的遗漏造成的。因此,在设计中对整个过程进行细致而严格的管理、监控和审核就很有必要。
(4)注重对设计文件的说明。设计文件的说明主要是对施工人员的操作提供指示,设计者应该注重说明的表述要既简单又准确,这样才能使不同素质施工人员都能了解设计的内容。尤其在复杂的设计中更应该注意文件的说明,以保证在施工中结构的安全性和设计的安全预期方向一致。
四、设计人员应加强业务水平,严格设计过程的管理
对土木工程的设计人员的选用,应选择综合素质高的,严谨细致的,设计经验比较丰富且有责任感的人员,以保证其土木工程的设计质量。并应加强设计人员的理论学习,尤其应加强设计计算理论和方法的学习,并熟练掌握,同时不断更新知识体系,使自己所掌握知识和水平保持在这个领域的前沿水平。对于设计人员设计过的数据,应认真核对。
在进行建筑工程结构设计时,应该要坚持安全第一的原则,只有以安全为前提促进企业的全面发展,才能保证建筑设计和施工的经济性。提高设计人员的专业知识和能力,并要求遵守安全设计规范,同时提高土木工程设计人员识别质量安全的能力,以确保每一个建筑设计结构的安全性。以建筑物的安全为基础,在此基础上节约成本。土木工程结构设计是以保证建筑安全性和经济性为根本的,只有将二者综合起来考虑,才能实现安全性和经济性的和谐统一。
【参考文献】
【1】姜华.土木工程结构的安全性评估与研究[J].黑龙江生态工程职业学院学报,2013,05:30-31.
【2】王霞,郭志刚.浅谈土木工程中结构与地基加固技术 [J].民营科技2012(05).
中图分类号:TB482.2文献标识码:A
引言:
砌体的结构在我国有着悠久的历史,秦砖汉瓦和万里长城都是我们引以为豪的象征。砌体结构的材料有极强地方性,且取材容易、加工简单,砌筑工艺也易掌握,经过长时间改进与发展,形成具有地方特色传统制作方式、砌筑方法。据统计,在全国墙体材料中,以砌体为承重或非承重(填充、围护)材料大约占到85%左右,因而,砌体材料在另一方面也是我国主要墙体材料。
一、砌体介绍
多层砌体房屋是我国民用建筑中数量最多,分布最广的一种类型。今后相当一段时期,虽框架,剪力墙及其他结构迅猛发展,不过由于我国经济发展水平和人口环境等现实情况,多层砌体房屋仍是多数城镇民用建筑的主要结构形式,经济不发达地区更是如此。但这类房屋建筑,因为由脆性材料粘土砖及砂浆砌筑成,若未合理抗震设计,其抗震性能一般是较差的。
(一)土木工程历史
中国土木工程历史
上古时期,中国古人类在野处穴居,为避免野兽侵袭,有巢氏(中国传说中巢居的发明者),教古人离开天然岩洞并构木为巢,居树上。古代土木工程多用土、石、木材料筑造,建造技术、艺术造型达到极高成就。如长城、赵州桥和都江堰等都是具代表性的我国古代土木工程杰作。
世界土木工程的发展历史
在欧洲,约8000年前就已开始用晒干的砖;凿琢自然石采用,大约5000~6000年前;谈到建筑中采用的砖,亦有3000年历史。世界古代伟大的建筑,以公认七大奇迹最引人注目,它们也都建于公元前600年~公元前200年,且均是石材建造,大都用于宗教、军事、航海。而且都建于当时经济科技极发达地区,这说明土木工程的发展与经济繁荣科技进步密不可分。
(二)土木工程现状
随着在19世纪中叶钢材、混凝土在土木工程中的使用,及20世纪20年代的后期预应力混凝土制造成功,造摩天大楼、大跨度建筑及跨海峡1000m以上大桥成为可能。目前,世界上最高的建筑是中国台北101大厦,总高度508m。在近代体育事业蓬勃发展,使大跨度房屋在世界各地亦如雨后春笋般地涌现。
二、震害分析
(一)震害调查 历次的震害表明,多层混合结构的房屋最易受地震破坏,1976年唐山地震,一千余栋多层砌体的房屋中,倒塌率70%~90%;1991年新疆柯坪地震,1993年云南普洱地震,多层砌体房屋破坏率达75%。其中,未设防老旧建筑比纵横墙的承重房屋破坏更急严重,平面形状不规则建筑物震害比简单体型建筑严重,节点构造的不合理,纵横墙拉结的不充分,以及整体刚度差,这些都是为地震破坏之隐患。
(二)影响震害主要因素 地震造成房屋破坏,影响因数是多方面的。由于砌体结构布置形式,结构反应及动力特性的不同,抗震性能也各不同,且还与地震烈度、地基条件、建筑体型、房屋的质量、刚度、空间整体性、构造措施及施工质量等有关。
(三)结构在地震中的主要特点
地震是以波的形式,从震源向周围传播,通过岩土及地基,使建筑物基础、上部结构产生不规则往复振动和激烈变形。结构在地震时的相应运动称地震反应,包括位移、速度和加速度。同时,在结构内部发生大的内力(应力)和变形,当它们超过材料构件的各项极限值,结构就将有各种程度的破坏,如混凝土裂缝、钢筋屈服、显著的残余变形、局部的破损、碎块或构件坠落、整体结构倾斜、甚至还会倒塌等等。
(四)震害的防治对策 对于近震中的地区,可能会遭受较强水平竖向地震作用的房屋,要适当加强在房屋的上部安全度。而对于弹性方案的房屋,可尽可能使各墙段有相近安全度,在纵横两向和各墙段间实现“等强”设计。
(五)设计建议 规范对多层砌体房屋的地震作用,一般只是考虑水平方向,所以,在现有程序的分析时,房屋的上部结构其抗震验算易满足,这使工程设计人员对调整降低上部结构砌体强度等级和砂浆强度等级时节约投资。
三、土木工程的未来
地球上可居住、生活及耕种的土地有限,反过来,人口增长速度在不断加快。因此,人类为争取生存,土木工程未来至少应朝五个方向发展:向高空延伸、向地下发展、向海洋拓宽、向沙漠进军、向太空迈进等。
四、结语
砌体结构不仅是一种量大和面广的结构形式,也是一种抗震性能差的结构形式。但我们不可能彻底地淘汰、摒弃它。只有面对现实,并要孜孜不倦地深入研究,提高其抗震性能。不断赋予砌体新内容、新理念,使砌体有更好的抗震性和安全性,这也是我们研究的目的。
参考文献:
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[2]楼永林.滑移减振多层砖房的研究与试建.第二届全国建筑振动学术会议论集・杭州.
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中图分类号:TU318 文献标识码:A
一、土木工程结构设计过程中存在的问题
1.1 结构设计牢固性差
为了有效保证土木工程的安全性就必须保证土木工程结构设计的牢固性。但是,目前土木工程设计较差的牢固性已经成为影响土木工程结构安全性能的主要因素,已经引起了建筑行业的广泛重视。虽然部分结构的牢固性差并不会对土木工程的整体结构造成严重的危害,但是一旦发生地震、爆炸以及火灾事故,局部的不稳定就极有可能造成整体结构的安全性受损,对结构的冗余度设计以及延性设计的考验极大。
举例进行说明,假如在进行地基结构设计过程中忽略了地址的承载能力进行设计,就有可能导致设计因为根据不足而无法保证土木工程在外力破坏下仍然具有足够的安全性。目前,我国的土木工程结构设计仍然存在许多不足之处,有待完善。为许多土木工程的伤亡事故,例如建筑物坍塌、损坏等留下了安全隐患。
1.2 构造柱和承重柱的区分问题
为了有效提高建筑物的抗震水平在进行土木工程设计时,当建筑是砖混结构时可以进行构造柱以及梁的配合设计,这种土木结构设计方案可以有效提高墙体的抗裂性能,进而提高抗震性能。然而,在实际的土木工程结构设计过程中,许多设计人员对构造柱以及承重柱的概念不清晰,而导致错误的将承重柱的设计方法当做构造柱的设计方法应用到土木工程结构设计中去,导致构造柱没有基础的现象出现。使得土木结构的抗震性下降,当发生地震时无法承载地震强度导致建筑物结构沉降、裂缝甚至坍塌。除此之外,在进行土木工程设计时许多设计人员为了承重柱的分析计算简便,再设计时将承重柱的截面设计的过小,一旦遭受外力就会导致梁柱开裂。
1.3 忽略环境影响因素
在进行土木工程结构设计过程中不仅要考虑耐久性和安全性还应该对土木工程所在地的湿度、温度、化学腐蚀、水土酸碱度等环境因素考虑到设计钟来。然而在实际工作中许多设计人员都忽略了环境因素对土木工程结构设计的重要性。但环境因素有对钢筋、混凝土的强度有负面影响。对土木工程结构的耐久性和安全性都有着很大的消极作用,为土木工程造成了很大的安全隐患。
二、 土木工程结构设计的改善措施
2.1 结构设计方案的确定
土木工程建构方案的确定对土木工程结构的安全性和耐久性有直接的影响。下面笔者结合某楼房土木工程的结构设计对结构设计方案的确定进行介绍。在确定土木结构的设计方案时应该考虑一下几个方面的内容:结构措施、基础布置以及框架结构选择等。具体来说在进行土木工程结构方案的确定时应该考虑到框架结构由梁、柱构件组成,构件之间通过节点来连接,进而承载水平荷载以及竖向荷载的压力。如果设计的是多层建筑时还需要将水平风荷载对建筑结构的影响考虑进去。除此之外,在进行框架结构的土木工程设计时应考虑到抗震性以及承载力等,这就需要选择合适的钢筋混凝土梁、柱。在布置基础时还应充分考虑到施工条件、水文条件以及地质条件等多方面的因素。当土木工程的楼层较小时,可以选择独立基础因为该结构不需要承载太大的结构荷载力。当层数多时,需要承载较大的结构荷载力,这时就应选择综合基础。土木工程结构设计时还应该根据抗震设计的规范要求进行结构措施设计,通过计算抗震作用选择合适的抗震措施。
2.2 内力组合的设计
为了保证土木工程结构有足够的抗震性,来保证结构的安全性和耐久性,必须对抗震设计的要点内力组合进行合理的设计。在进行内力组合的设计时要求心爱滴承载力抗震系数进行调整。在不考虑抗震要求时的土木工程材料的强度应该小于考虑抗震时的材料强度的设计值。设计过程中如说使用的是未考虑抗震情况下的材料强度那么在进行抗震设计过程中还需调整承载力抗震系数,来进一步提高建筑结构承载力的要求。
2.3 板设计和配筋
在进行板的设计以及配筋设计过程中,应该认真分析板的短边以及长边的长度之间的关系,当长边与短边的长度不超过2mm差距时应该采用双向板设计方案,当长短边的长度差距在2到3mm之间时应该选择沿着短边的受力单向板进行计算,构造筋的设置应该沿着长边的方向进行布置。设计时还应该使用弹性计算方法来亲确定工程结构板的大小。
三、提高木工程结构设计安全性和耐久性的措施
3.1、严格按照相关规定标准进行土木工程结构设计,并逐步完善各种标准和体制。
土木工程结构设计应严格按照相关规定及设计标准进行,目前我国的技术标准还不够完善,设计过程中应该按照国外先进的技术规范来进行,并要结合我国的实际情况进行改善。我国的土木工程设计的管理体制也不尽合理,亟待完善。可以采用科学的管理方法,坚持以人为本的原则,严格约束从业人员及结构的资质,并且大力推广技术创新,不断完善相关规范、标准。
3.2、定期全面地对土木工程进行安全检测
为了有效保证土木工程的安全性和耐久性,就需要国家有关的安全监督部门对土木工程践行定期和全面的安全检测。由于土木工程结构的安全性能只有在遇到严重灾害,比如说地震、洪水等时才能体现出来,而在平时无法观察,因此应该定期全面的土木工程结构进行安全检测,来进一步保证土木工程的安全性和耐久性。
3.3进一步提高土木工程结构设计人员的综合水平,并加强设计管理。
设计人员是土木工程结构设计的直接创造者,因此设计人员的综合素质对土木工程结构设计质量的好坏有着直接的影响。因此,应不断提高设计人员的综合素质水平,选拔技术水平高、责任意识高、经验丰富的设计人员,并加强对设计人员的理论知识培训,计算能力以及设计方法的教育使其掌握最新设计理念,掌握设计领域最前沿的的技术和方法是提高土木工程设计水平的重要保障。除此之外,还应该加强对设计过程的管理,对设计图纸进行认真审核,由多人审查避免出现遗漏和错误。
3.4、对设计图纸要求详细、严谨,并在设计时考虑经济性
由于施工人员的综合水平差异较大,为了确保每一个施工人员都能看懂图纸,设计人员就应对设计图纸进行跟严格、更详细、更严谨的说明,避免出现因错误理解图纸导致错误施工的现象出现。与此同时,在设计过程中海英考虑经济性原则,避免出现资源的浪费。
结束语:土木工程建设对我国经济的发展,国民的生命财产安全都有着直接的影响。土木工程结构的安全性和耐久性是提高土木工程抗震性的关键因素。文章中笔者结合多年的工作经验对土木工程结构设计过程中存在的结构设计牢固性差、构造柱和承重柱的区分问题以及在设计中忽略环境影响因素等问题进行了分析,并针对这些问题提出了相应的解决措施,通过不断完善土木工程结构设计,严格按照相关标准进行设计以及鼓励使用创新技术,进一步提高安全标准等措施来解决土木工程结构设计过程中存在的问题,促进土木工程的健康有序发展。
参考文献
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[3] 邹纯纯. 浅析土木建筑工程结构的安全性与耐久性设计[J]. 黑龙江科技信息, 2012(13):236.
目前中国每年以土木工程为主的基础设施建设规模已超过世界上其他国家的总和。这一方面为增强中国土木工程的研究、设计和施工的总体水平提供了机遇,同时也提出了诸多要求。
其中最严峻的挑战是各种自然灾害和人为灾害的威胁。土木工程防灾减灾已经成为保障中国经济和社会可持续发展的重大需求。
“5·12”地震后,谢礼立曾提出,在中国五千年发展史中曾遭遇各种灾害,但危害极大、影响极广的土木工程灾害还未被充分认识。
从那时起到今天,5年过去了,中国的土木工程防灾减灾是否有了真正的成果?
农村自建房倒塌严重
根据目前芦山地震的情况,清华大学土木工程系教授、中国工程院院士陈肇元对《瞭望东方周刊》说,此次地震房屋倒塌主要在农村,问题出在房屋结构上。“农村的房屋实际上是有经验的泥瓦匠做的,而不是技术人员。每次地震都造成大量农村房屋倒塌。一定要提高国家管理体系,把管理触角深入农村,把精力放在改善房屋结构上。”
“长期以来,国家规范中对大梁、楼板、钢筋、混凝土等的做法都有要求。不过,直到2011年7月开始实施的新规范,才对房屋整体牢固性提出要求。而且这只是原则性要求,没有具体细则。”陈肇元解释说。
在他看来,如果房屋整体牢固性好,即使少些柱子也没关系,地震时至多是房屋出现裂缝。“从大的范围来看,如今所有的结构规范都是针对城镇,广大农村到现在都没有专业设计人员指导如何修建房子。”
“5·12”地震后,房屋的抗震能力、尤其是中小学教室抗震能力引起了国家重视。“中国房屋抗震等级相比其他国家偏低。国家特别提出中小学校舍要进行加固,尽管比其他国家要求低,也不至于倒塌。如果有倒塌,问题可能会出在管理、落实上。”陈肇元说。
清华大学土木工程系教授叶列平也认为,减少灾害措施主要工作要放在震前。“地震灾害最主要的还是工程灾害。房子不倒就没有灾害。之所以这次房屋倒塌主要集中在村镇,是因为村镇建筑没有纳入监管体系,都是自建房。”他对本刊记者说。
作为一名建筑抗震专家,叶列平曾参与“5·12”地震、玉树地震的调研工作。有人认为,“空心砖”优点是质轻、强度高、保温、隔音降噪性能好,缺点是承重能力差、抗震能力差。2011年3月10日云南盈江地震死亡的25人中,11人是在建筑物倒塌时被空心砖砸中。震后重建中,盈江县禁止以空心砖作为本地区房屋建筑材料。
叶列平告诉本刊,“空心砖”主要用于填充墙,对房屋整体抗震性能没有太大影响,至关重要的还是房屋整体建筑结构。
玉树震区一些政府机构和学校、住宅楼采用砖混结构,震中部分破坏甚至倒塌,部分表现较好。大部分民居采用混凝土空心砌块、土坯、木结构或几种材料混合使用砌筑而成,致使自建民居大量倒塌。
专家普遍认为,“5·12”震区农村自建房倒塌严重,是因为农村建筑以砖混结构为主,抗震能力低,其结构主要特点是,实心钻土砖承重、木瓦屋盖、楼板为预制空心板。
灾区有效实践土木工程减灾
谢礼立例举,造成土木工程灾害的主要原因包括:在土木工程的规划或建设中,不当的知识和技术,或不当的选址、设计、施工,以及不当的使用和维护,导致所建造的土木工程不能抵御突发的载荷,进而使土木工程失效和破坏,乃至倒塌。
他说,具有抗震能力的房屋较一般房屋成本增加10%到15%。
现在人们花很多钱装修房屋,而在谢礼立看来,应该把更多的钱用在抗震设防上。“房子质量涉及几个方面,第一是正确的选址;第二是正确的设防;第三是正确的设计;第四是正确的施工,不能偷工减料;第五,要用正确的材料。这都是保证房子抗震的基础。”他对《瞭望东方周刊》说。
2006年6月,甘肃省陇南市发生5级地震,陇南市文县临江镇东风村90%以上的房屋倒塌或严重毁坏,震后该村按照恢复重建规划,将整个村落搬迁到紧靠212国道的白龙江边进行重建。
全村重建地震安全农居73户,户均6间住房,县、乡政府从重建经费中给每户平均补助10500元,借款2500元,经政府协调由中国农业银行给每户贷款2000元以及通过世界银行项目给每户贷款5500元。
重建时,该村按照地震部门提供的当地抗震设防要求8度进行设防。完全按照农居地震安全工程标准进行规划、设计和施工,基础采用水泥毛石砌筑,以砖混和框架结构为主,按标准设置上下圈梁、过梁和构造柱,确保纵横墙体之间有必要的拉结,达到遭受6级左右地震不倒塌的基本要求。
按照同一抗震要求进行建设的,还有邻近的武都区外纳乡的李亭村和稻畦村。这3个村距“5·12”地震震中的平均距离约260公里,当地地震烈度也为8度,但这三个村住房完好无损,甚至连墙皮都没有开裂。
在谢礼立看来,“5·12”地震的另一个重要教训是,必须提高震区学校,特别是中小学建筑物的抗震能力。提高学校、医院等建筑物的抗震能力一般有两种方法:一是提高建筑物的设防水准,二是提高建筑物的重要性类别辅之以增强抗震措施。
在芦山地震中,加固的学校教室没有出现大面积倒塌。与此同时,澳门援建的芦山县人民医院引起了广泛关注,叶列平解释说,它运用了隔震结构,所以能在地震中安然无恙。“这种技术在‘5·12’地震后得到推广。‘5·12’地震后,房屋建设采用了多种技术,譬如在绵阳地区使用了消能减震结构。”
新版抗震设计规范有待落实
在陈肇元看来,建筑工程的抗震设防标准,首先与国家有关部门颁布的当地在地震发生时需要承受的基本地震烈度有关。
每次地震释放的能量是一定的,但受地震影响的强弱程度即地震烈度会随该地区离震中距离的远近、震中深度及地质条件等多种因素而变。
“地震烈度每增加1度,大体表示传到当地的地震地面运动的峰值加速度增加一倍,也就意味着,弹性阶段的建筑物受到的地震力要翻一番。”陈肇元说,至于设防烈度的取值大小,还需考虑国家的经济、物资供给能力和当地是否具备人类生存、活动条件等多种因素。
中国房屋建筑主体结构抗震设计采用了多目标抗震设防原则,规范规定的设防目标为“小震不坏,中震可修,大震不倒”。
关于建筑设计的抗震要求,中国至今仍只针对地震灾害,而且设防要求较低,也不强制要求占全国房屋建筑总面积三分之二的农村建筑物的抗震设防。
“5·12”地震后,住建部等部委了新的《建筑抗震设计规范》。在修订过程中,主要总结了“5·12”地震震害经验,对灾区设防烈度进行了调整,增加了有关山区场地、框架结构填充墙设置、砌体结构楼梯间、抗震结构施工要求的强制性条文,提高了装配式楼板构造和钢筋伸长率的要求。
谢礼立认为,和2001年的版本相比,修订后的《建筑抗震设计规范》对抗震概念设计的要求作了进一步、更符合实际的规定,使概念设计在工程中的应用更加具体地落到实处。
“然而,在中国目前尚没有一整套系统的结构抗震概念设计理论;结构工程师理论水平的不一致,导致概念设计在实际应用中方法多样,不能确保结构的安全耐久性。”他说。