探讨土木工程结构设计中的抗震研究

王石磊

摘  要：中国位于太平洋板块和亚欧板块交界处，板块运动相对活跃，人类的生产活动对地球造成了极大的破坏，近些年地震的发生频率和强度等级都出现了提升的情况，对建筑安全和人员安全造成了较大的威胁。在这样的背景下，国家对房屋设计的要求也上升到了一个新的高度，尤其是对抗震性做出了新的要求，以便当灾难来临时人们的生命财产安全能够得到保障。

关键词：土木工程;结构设计;抗震设计;有效策略

一、土木工程结构抗震设计的基本原则

1.1整体性

土木工程设计从业者应清楚地认识到，结构设计的基本目标是增强建筑物抵御地震冲击的能力，而不应仅限于结构局部区域。因此，要从对建筑结构的整体把握着手，对建筑结构进行更加科学的设计，确保建筑结构的合理布置，使各种建筑的连接更加紧密，更加协调，从而满足建筑的抗震要求。

1.2简易性

研究结果表明，简化后的土建结构设计，其抗震性能相对较好。这主要是因为简化了设计，可以精确地计算出结构的受力参数，从而可以更好地控制结构的整体性指标，避免冗杂的设计影响到结构的整体性，从而导致结构的抗震性能，承载力等下降。在设计中，尽量减少地震对建筑物的影响，避免建筑物在地震作用下产生破坏，影响正常使用，甚至造成人身财产的损失。

1.3抵抗性

地震是一种毁灭性的天灾，它对建筑物的破坏是非常巨大的。因此，长期以来，如何改善土建结构的抗震设计，一直是设计师们关心的焦点，也是当今社会的一个热门课题。因此，设计师应充分考虑结构的受力特性，通过合理的结构设计来实现建筑物结构的整体稳定性，使结构具有较强的抗震性能，从而实现建筑的实用性、经济性以及安全性。

二、抗震设计的必要性

地震的发生是地壳运动的结果，不仅会对周围环境造成严重破坏，还会对建筑物产生重大影响，严重情况下会对人们的生命和财产安全造成危害。不断进步的土木工程行业，已经运用混凝土结构，即使发生地震，也可以保持一定的稳定性能。但是对于地震的发生，人们只能预测无法控制，为了保证人们的安全，故对土木工程结构进行抗震设计。抗震设计是通过科学的力学计算和弹性分析，使整个建筑表现出更强的性能。尤其是对于住宅建筑或者其他安全性能要求高的建筑而言，抗震设计的重要性是不言而喻的。

三、结构抗震设计中存有的不足

3.1工程结构构造问题

土木工程结构设计包括如下领域：首先，以影响工程稳定性的各种因素为结构设计基础。所以，针对由于构造损坏而造成建筑抗震能力降低的问题，相关工程设计人员应该首先研究分析并妥善解决。其次，土木工程结构设计需考量建筑承载力、消除地震冲击能量的能力、良好的变形力。最后，設计在建筑施工中能否得到充分体现问题。设计者必须注意给出具体图纸，并与施工人员充分进行沟通，做好抗震设计信息交底。确保施工人员充分理解设计思想与施工要求，以提高建筑结构整体抗震能力。

3.2施工场地筛选问题

在建筑结构抗震设计中，建筑场地的选择，是一个非常关键性的问题。在土建工程中，为了保证结构的安全，且综合考虑高效率的施工情况，建设者必须选择有利于工程结构稳定的地方，避免地震等问题带来巨大的破坏，破坏建筑的结构稳定。考虑施工便利的方面，首先地点的选择上，比如土壤比较松软，容易液化等场地，结构的安全性无法保证，所以不适合作为建设用地。如果在实际的建筑建造过程中，因为一些特殊的原因，无法避免，那么土木工程设计师们需要综合考虑各种因素，采取一系列加强措施，保证整个建筑结构的稳定性。

四、结构设计抗震设计的策略

4.1完善抗震设计方案

对于每个行业都有自己的行规，无论开展各项工作，都需要遵守相应的规章制度。对于建筑行业来讲，在项目进行抗震设计前，一定需要设计人员制定设计方案，方案中要标注出抗震设计的细节。方案是否合理，在抗震设计方案制定之后，需要着手进行方案验证，验证合格方可施行。

4.2重视多重抗震防线铺设工作，加强结构机敏性

多重抗震防线的布置，主要是在结构的抗震设计中增加多道抗震防线，以充分减弱地震能量对整个建筑物的冲击。在实际的建筑项目中，当其中一道防线被破坏时，设计师可以将具有一定的延展性构件纳入到防线的设计之中，从而实现结构的可靠性。可以把位移控制作为建筑设计的基础，通过减少建筑结构位移，提高建筑结构的抗震能力。通过对某一特定部位的设计进行定量的分析，可以对工程构件的总承载力进行多次计算，并对其在强烈震感作用下的变形扩展进行有效地控制，使其在地震中得到充分的变形。此外，现代建筑工程的抗震能力与施工单位的周边环境等因素密切相关，其抗震性能的高低将直接影响到周边居民的生命和财产安全。在发生地震时，有效的抗震设计可以减少结构的振动，减少地震的能量，达到提高建筑抗震性能的目的。

4.3科学合理设计建筑主体结构

建筑主体结构的科学化、合理化，能有效地改善建筑物的整体性能，同时，主体结构应与基础同样重视。比如，当地基上出现了橡胶土、液化土、新填土等不同承载力的土时，需要将各种土经过处理达到一定的强度后使用，以满足地基的刚性要求，从而保证地基的承载力。底部框架结构是当前应用较广的一种结构形式，它既实用又经济，是一种很好的建筑结构。但是，经常由于其刚度分布得不均匀性，会造成结构的不均匀变形，严重时会造成房屋的开裂，因此，在抗震设防烈度较高的区域，应慎重采用。因此，在设计时应根据地勘报告中各土层特性，选择较稳定的土层，以确保基础结构的刚性整体一致，降低地震作用的影响。

总结：综上所述，地震是一种毁灭性的自然灾害，一旦发生，将会对人民的生命财产造成巨大的损害。由于地震的突然性，其预报和预防工作就会非常困难。因此，随着我国建筑业的发展，对建筑结构的抗震性能要求越来越高，同时随着经济的发展，我国也对结构的安全性提出更高的要求，在某种程度上对建筑物的整体抗震能力的要求也相应提升。设计从业者要以安全、适用为主要内容与目标，结合施工场地周边的地质构造情况，作出更加合理的结构设计。

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