土木工程抗震设计汇总十篇

时间:2023-09-01 16:49:30

序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇土木工程抗震设计范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。

土木工程抗震设计

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二、房屋建筑屋顶与墙体的抗震设计

在地震期间,房屋建筑的受损程度与建筑质量之间呈正比关系。也就是建筑质量越重,建筑的受震害程度则越严重。反之,若建筑质量越轻,那么其受震害程度将会越小。其次,建筑结构越稳定,其在地震灾害中的安全性也越高。因此,在房屋建筑结构设计中,应尽可能最小化建筑质量,以达到最小化减小房屋建筑受震害程度的目的。一方面,减轻房屋建筑围护结构的质量,从而达到减轻房屋建筑墙体质量的目的。若建筑的墙体质量过重,将会降低建筑的抗震性能,使得建筑在面临地震灾害时,易受破坏。因此,在建筑结构设计中,需对减轻墙体重量这一点进行考虑。另一方面,在建筑屋盖设计期间,应尽量选择质量较轻的材质。并且不要在建筑屋顶设计中添加不必要的附属物,以免增加屋盖重量,间接增加建筑高度,对房屋建筑抗震性能产生不良影响。若在屋盖设计期间,个别物品是必须建造的,则需要通过设计尽可能降低其高度,并增强牢固性。选择质量轻的材料,从而提高建筑的抗震性能。

三、房屋建筑结构设计的规则性

1.合理控制房屋建筑高宽度对于房屋建筑而言,其受震害程度与建筑本身的高宽比具有一定的关系。受地震作用影响,房屋建筑的倾斜程度(侧移程度)会因为其本身高宽比越大而越严重。同时,房屋建筑的层数越多,其在地震灾害中所面临的破坏也会越严重。因此,为了保障房屋建筑对于地震破坏的抵抗能力。在设计期间,需对其建筑的高度与宽度进行合理控制。结合房屋建筑的实际情况,在保障房屋建筑的抗震要求的条件下,对房屋建筑层数进行合理调整。2.规则性设计房屋建筑结构在房屋建筑的结构设计上,均匀分布结构刚度与质量、规则设计建筑平面与立体结构等是保障建筑抗震性能的一个重要环节。若房屋建筑具有平面设计复杂,而质量、刚度等分布混乱的情况,在面临地震时,房屋建筑将会产生扭转情况,使房屋建筑受到严重破坏。其次,在建筑整体结构的设计中,房屋若具有规则性,在地震期间发生扭转的可能性较大。并且若建筑采用错落立面,将会因为高度过高而引起鞭梢效应。3.合理处理房屋建筑的防震缝若房屋建筑结构不规则,需处理好建筑的防震缝。设置防震缝期间,应将房屋建筑划分为相互独立且规则的结构。防震缝两边需具备足够宽度,彻底分开防震缝两边的上部建构。并顺着建筑高度,在防震缝两侧布置墙体。4.合理布置房屋建筑的纵横墙墙体属于房屋建筑的主要承重构件,由于房屋建筑的刚度大小主要取决于墙体数量,若承重墙体上,将会加大墙体间隔,进而降低房屋建筑的刚度以及抗震能力。因此在设计期间,需均匀分布房屋建筑的横墙以及纵墙,从而确保房屋建筑的整体抗震性能。5.合理布置构造柱以及圈梁构造柱、圈梁等均属于提高房屋建筑抗震性能的重要组成部分。其中构造体有利于增强建筑墙体的抗剪性能,并优化建筑结构变形能力,从而使建筑结构在外力作用不大的影响下仅发生变形,不对建筑结构整体的稳定性产生影响。因此,在布置构造柱时,需以《抗震规范》作为布置依据,在墙体交叉处均设置构造柱,促使墙体材料由脆性演变为延性。另外,圈梁有利于缓解地震对于建筑的损害,提高墙体之间的连接牢固性,对于增强房屋稳固性、整体性等可起到明显的促进作用。在一定情况下,还可抑制墙体产生裂缝。

篇(2)

1土木结构设计中抗震要求概况

地震的发生具有一定的瞬时性以及随机性,当前国际上还未出现能够精确的预报地震的测量仪器。在建筑工程当中,土木工程结构是建筑物的基础,其结构在发生地震时会出现一定的形变现象,严重时还会出现倒塌。因此在进行土木工程结构的设计过程中一定要根据其结构的抗震理论以及抗震设计的实际经验来分析结构的抗震反应状况以及能力。同时设计人员在设计时要以抗震规范及当地实际情况为依据来进行灵活的结构抗震设计,逐步的解决在设计当中出现的诸多问题,从而保证设计的质量。此外,建筑结构的整体体型以及衔接位置的构造设计也是影响其抗震性能的主要因素,因此在设计的过程中要充分的考虑这两点,从根本上来提升结构的抗震性能。

2影响土木工程结构的抗震性能的因素

2.1土木工程建设的场地选择

对于土木工程结构来说,其场地的合适与否是影响其抗震性能的因素之一。因此,在进行土木工程结构建设的过程中,工作人员首先要做的就是选择一定合理的施工场地,从而保证土木工程结构的抗震性能。但是,在选择结构施工场地的过程中要注意以下几点:(1)仔细检查场地的地基状况。土木工程结构施工场地的地基只有在保证拥有一个平稳的状态,才能够避免其在发生地震时由于地基不稳而导致结构损坏甚至是倒塌的现象。(2)保证场地的平坦性以及开阔性。在发生地震时,通常都会出现断层以及滑坡的现象,因此在选择场地时一定要选择较为开阔平坦的地区,从而保证地基的稳定性,以此来提高结构的抗震性能,从而避免出现滑坡以及断层的现象。

2.2材料的选用以及结构体系的设计

合适的建筑材料以及结构体系与土木工程结构的抗震性能有着非常紧密的联系。因此在进行结构体系和材料的选择时一定要根据结构抗震的需要来进行,以此来提升结构的抗震性能。当前,钢筋混凝土结构时土木工程施工当中常用的结构体系之一,但是其在使用当中常会出现侧移以及弯曲的现象,大幅度的降低了结构的抗震性能。实际上,钢结构以及型钢混凝土这类的结构能够有效的提高结构的抗震性能和降低柱断面尺寸,从而达到抗震的目的。

2.3合理控制土木工程结构的高度

无论是何种结构都要对其高度进行合理的控制,这样才能够保证结构的抗震性能。在地震灾害当中,建筑结构的受损程度与其高度是成正比的,因此要想降低地震对结构的破坏就要将其高度控制在合理的范围内。过高的建筑结构其稳定性就不能够承受地震的冲击力,结构也就出现一定的变形现象。在进行结构设计时,设计人员要结合工程施工环境以及现场的情况来进行高度的确定,以此来提高结构的抗震性能。

3土木工程建筑的主要抗震措施

3.1在土木工程的地基中使用特殊的防震材料

在土木工程结构当中使用隔震材料主要针对其地基进行的,这主要是为了降低地震对建筑物的伤害。建筑地基在传统的抗震处理当中通常是在其底部进行黏土以及砂子的铺设,这种方式虽有一定的抗震效果,但是却未有效的提高结构的抗震性能。当前,在进行土木工程结构地基抗震处理当中,传统的砂子和黏土已经被现代沥青所替代,这就有效的提高了地基的抗震性能,从而降低了地震灾害对结构的影响。

3.2重视工程场地的选择

在选择结构施工场地之前,设计人员首先要考核整个工程场地,分析工程施工场地的状态,同时在确定场地时要对当地的气候、地理环境、地形以及场地的地质条件进行细化并充分的考虑,要避开凹陷、滑坡以及断层的地段,若必须在这些地段上进行施工则要进行有效的安全防护,从而保证结构的安全性。

3.3在建筑物的节点处设置隔震装置

在发生地震时,其能量会从建筑物的底部逐步的传递到其顶部,也就是说其能量是不断上升的。因此在建筑物的各个关键节点设置一定的隔震材料或减震器能够降低地震能量传递的影响。由于高层建筑使用隔震装置会将楼层的自震周期加强,隔震装置的作用不能够得到有效的发挥,因此其不适用于高层建筑当中。在较低的建筑当中应用的隔震材料较为常见的是橡胶垫以及混合隔震措施,在进行隔震设计时,粘性隔震、设置隔震支座以及摩擦隔震这三种方式较为常用。其中,在建筑物当中设置隔震支座能够有效的提高建筑物的稳定性,同时能够吸收地震能量,具有一定的自我恢复能力,其应用更加的广泛。

3.4均匀地进行竖向设计

设计人员在进行结构设计时一定要合理的掌握控制建筑高宽比以及上下结构比例之间的竖向收进尺寸,同时要对其竖向受力进行深入的分析,从而保证抗震性能。同时,设计人员要确保结构不会在突然受力的作用下而出现变形现象,也就是说要保证结构整体的强度和刚度,这就要求其在设计时要保证洞口的整齐性。此外,设计人员要保证同一层的竖向构件与其它层刚性的一致性,通过合理的措施来提高结构的延性,从而保证其整体刚度的平衡性,同时确保其能够有效的分散地震的能量。

4结束语

综上,抗震性能以及结构的稳定性和安全性是在土木工程结构设计当中的重点,同时也是人们关注的重点。在设计过程中,设计人员要掌握现场的情况,选择合适的施工场地、布置合适的结构体系以及使用抗震材料,掌握抗震设计要点,从而有效的提高结构的稳定性以及安全性。

参考文献:

篇(3)

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:

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中图分类号:TU318 文献标识码: A

一、建筑结构抗震设计中的问题

1、选择建筑抗震场地的问题

如果施工的条件相同,不同工程地质条件下的建筑物在地震时会受到明显不同的破坏程度。所以,选择一个好的建筑场地是提高建筑物抗震性能的重要基础,在场地选择的过程中,要降低地震灾害,尽可能地避开工程地质不良的抗震场地(比如河岸、边坡边缘、高耸孤立的山丘、非岩质陡坡、湿陷性黄土区域、液化土区域),选择有利的建筑场地(比如中等风化、微风化的基岩,不含水的粘土层,密实的砂土层)。如果实在无法避开不利区域的话,应该在场地采取抗震加强措施,应根据抗震设防类别、湿陷性黄土等级、地基液化来采取措施,提高地基的刚度和整体稳定性。比如,如果建筑地基的受力层范围处在严重不均匀土层、软弱粘性土层、新近填土时,要合理估计计算地基在地震时形成的不均匀沉降,从而采取加强上部结构和基础的处理措施或者加固地基、桩基的措施来加强地基的承载力。

2、选取建筑结构抗震机制的问题

2.1建筑结构机制应有科学恰当的强度与刚度,能够有力地规避建筑结构由于突然变化或者个别位置减弱构成薄弱位置,引发太大的应力聚集或者塑性产生变化聚集;对于或许形成的脆弱位置,应采用提升抗震水平的手段。

2.2在建筑架构机制中应设计有科学的地震功能传送通道与确定清楚的核算简图。另外,设置纵向房屋构件时,应尽量保持在垂直重力负荷作用下纵向建筑构件的压应力多少平均;设置楼层盖梁机制时,尽量保证垂直重力负载能够通过距离最小的途径传送到纵向构件墙或者柱子上;设置转换架构机制时,尽量保证从上面架构纵向构件传过来的垂直重力负载能够通过转换层完成再次转换。

2.3在选取建筑架构机制时,应重视防止由于一些构件或者架构的损坏而让总体建筑架构失去对重力负载的承受性能与抗震性能。建筑架构抗震设置的基本准则是架构应该具备内力再次分摊作用、优秀的变形性能、一定的赘余度等。进而在地震出现时,一些构件即便出现问题,其他构件仍然可以承载纵向负载,提升房屋架构的总体抗震稳固性。

3、建筑架构平面设置的规则性与对称性问题

建筑的平面与立体的设置应遵照抗震理论基本设置准则,通常运用规则的建筑架构设置方案。依照建筑结构抗震设置规范的标准,对平面不规则或纵向不规则,或者两者均不规则的建筑架构,应运用空间架构的核算模式;对楼板部分区域连接不畅或者表面凹凸不成规律时,应运用相对应的贴合楼层强度刚度变动的模型;脆弱位置应当注重相对应的内力加大系数,而且依照规范标准来对弹塑性形状改变加以剖析,脆弱位置应采用抗震构造手段。在建筑架构的抗震中,对称性是不容忽视的。对称性包含建筑平面的对称、品质分布的对称及建筑架构抗侧刚度的对称三个部分。保证这三个方面的对称中心为同样的位置是最优的抗震设置方案。国内的建筑结构中,架构的对称性通常指的是抗侧力主要架构的对称。对称的建筑架构有框架架构、简体框架架构等。建筑架构的规则性体现在以下四点:

3.1在平面设置建筑抗侧力的主要架构时,应当保证周围结构与中心的刚度与强度平均分布,让建筑的主要架构维持较强的强度与抗扭刚度,很大程度上防止了建筑在风力较大或者地震的扭矩影响下而产生很大的形状改变造成非架构构件与架构构件的损坏。

3.2在平面设置建筑抗侧力的主要架构时,还应当重视保证同一主轴方向的所有抗侧力架构刚度与强度位于平均形态。

3.3建筑结构的抗侧力主体结构沿着构成变化和竖向断面也要保持均匀,避免出现突变。

3.4建筑结构的抗侧力主体结构的两个主轴方向也要有比较接近的强度和刚度,还要有比较相近的变形特性。总体来说,在建筑结构抗震设计中,一定要对建筑平、立面布置的规则性加以重视,在实际的工程中还应该对建筑结构抗震设计的规范规定给予高度的重视。

二、抗震设计

1、概念设计

为了降低地震灾害带给我们的经济损失与人身危害,在设计建筑的整体结构时,应以加强结构的抗震能力或消弱地震影响为主要内容。通过分析被毁建筑物所呈现出的明显特点,补足建筑物抗震能力的薄弱之处。本文主要通过设计抗震构造、抵抗地震作用以及抗震概念等三个方面,来提升建筑物的整体抗震能力。一般而言,在抗震概念设计环节,设计师应充分考虑建筑的整体结构与布局要求,在确保结构力的同时,还应保持其对称、平衡关系。倘若建筑结构凹凸变化太大、不对称或不规则,均会影响抗震结构的钢度与强度。若存在薄弱楼层,一旦发生地震等灾害,将会在短时间内引起楼层坍塌、变型,损坏建筑结构的抗震中枢,从而降低建筑的安全性能。此外,因为静定结构的传力路线与杠杆受力渠道较为单一,可能一根杠杆就会损坏整个静定结构,在超过结构的承受力时,将会导致多余的杠杆变形,消耗掉一部分能量,从而增加超静定结构的次数,如此一来,被消耗的能量也会大幅度增长,显示出更为明显的抗震效果。除此之外,为了避免框架倒塌这一现象,建议使用“梁弱柱强”这一结构形式,这样一来,一旦发生地震等灾害,便可借助梁的变形将压力消耗掉,令框架退到第二道防线的位置上。此外,在具体的选耗能构建过程中,尽可能采用专业性水平进行构建,大幅度消耗地震产生的压力,避免建筑物因受力过大而坍塌。确保各个构件之间连接牢固,将其所具有的承受力凝聚在一起,提升结构的钢度及强度,更好消耗地震灾害所产生的作用力。当建筑物形体显现突变部位时,应及时上报,制定合理的解决措施,可通过借助填充墙的方式,来减缓地震对建筑各耗能构建、围护墙及整个框架的破坏力。另外,我们还需了解的问题是,应尽可能挑选一些材质较轻的耗材,因为这些耗材具有消耗地震能力的作用。地震所带来的作用力是持续、不间断的,在短时间内对建筑物发起连续冲击,因此,应从多层次、多角度考虑问题,通过设置多层防线与合理的防护措施,确保建筑整体的钢度与强度。

2、抗震计算

预制空心楼板是大部分建筑均会采用的主体结构,倘若并未遵循相关规范及要求进行设计,那么在地震时,将会破坏整个预制板结构,造成墙体外闪或破坏,从而导致楼体大面积坍塌。此外,因为建筑结构的差异,在设计环节,应充分考虑多种不同的情况,一般均以建筑的两个主轴方向对水平地震作用进行计算,而水平抗震作用通常是由各个方面的抗侧力构件共同承担的,倘若建筑物采用的是相交结构或不对称、不清晰的不规则结构,那么则应分开计算其抗震作用。

3、构造措施

现阶段,混凝土结构大部分都是以建筑结构中承重柱的轴压比、混凝土比例标准及钢筋横截面的比值为计算标准。为了加强混砖结构的强度及钢度,可通过在墙体内增加防震缝、混凝土构造柱、限定建筑层数及高度的方式来完成。近几年来,由于时代的更迭、地壳的变迁,地球上地震灾害频频发生,有关部门对以往出台的《抗震标准》进行了修改,适当的增加了一些强制性的规定,诸如:电梯的空间、建筑物的顶层均应与顶部的圈梁相接,每隔一定的距离,就在内外墙的交界处设置钢筋,以此来提高整体结构的稳定性与安全性;此外,设计师还应充分考虑填充墙对建筑物的整体承受力及实际影响,从而制定最佳设计方案。

结束语

综上所述,对于整个工程而言,抗震设计是一个十分复杂、科学的过程,由最初的选址、施工,一直到最后的竣工验收环节,抗震设计这项内容几乎贯穿了全程。因此,国家相关部门与项目负责人应给予其高度重视,将其作为衡量建筑物质量的重要标尺。总而言之,建筑房屋的质量直接受抗震设计的影响,应结合房屋的实际情况与建筑风格,制定多种不同的抗震设计方案,进而进行合理、适当的选择。

参考文献

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关键词:

土木工程抗震;教学改革;教学实践;教学方法

地震是一种突发的自然灾害,是地球内部构造运动的结果。地球上每年发生的地震约500万次,其中有感地震约15万次,造成严重破坏的地震约20次。中国是一个多地震国家,地震发生的区域范围广、强度大。20世纪全世界发生过20多次7级以上的大地震,死亡100多万人。1920年中国海原8.5级地震死亡20万人;1976年中国唐山7.6级地震死亡24万人,16万人伤残,财产损失30亿元以上,名列20世纪世界地震史死亡人数之首;2008年中国汶川8.0级地震造成约7万人死亡,约37万人受伤,约1.8万人失踪,直接经济损失8452亿元,是以来破坏力最大的地震,也是继唐山大地震后伤亡最惨重的一次。为了减轻建筑的地震破坏,减轻人员伤亡,减少经济损失,将损失降低到最小程度,土木工程专业技术人员需要掌握有关抗震的知识,对结构进行抗震设计。

一、土木工程抗震课程教学中存在的问题

土木工程抗震是土木工程专业的一门重要专业课,土木工程专业学生学好这门课将会受益匪浅,但是现状却不令人满意。目前在本科教学中,该课程课时一般在40学时左右,课时相对较少,但该课程涉及到的内容又较多,主要涉及到结构动力学、混凝土结构抗震设计、砌体结构抗震设计、钢结构抗震设计、工业厂房抗震设计、桥梁工程抗震设计等。该课程一般安排在第六学期或第七学期,这一时期是学生忙于研究生考试复习和找工作阶段,一部分学生身在课堂但心在别处,往往心不在焉,学生学习该课程积极性不高。如何在有限的教学课时内完成教学任务,提高课堂教学效果,对教师来说是一大挑战。土木工程抗震课程教学改革的目的是在有限的课时内提高该课程的教学质量,增强学生对土木工程专业课程的兴趣,以培养既掌握专业所要求的知识和技能,又熟悉相关专业知识的较全面型人才[1]。

二、土木工程抗震课程教学改革采取的措施与实践

近年来,作者结合自身的教学实践,积极进行土木工程抗震课程教学改革,在教学手段、教学内容、教学方式等方面进行了一些有益的改革与实践,取得了良好的教学效果。

(一)上好绪论课,激发学生学习土木工程抗震的兴趣绪论课是土木工程抗震的开篇,作为教师来说应高度重视绪论课的教学。因为绪论课是学生了解土木工程抗震这门课的窗口。绪论课上得好不好对整个课程的教学成功与否至关重要。通过绪论课的学习,要让学生对土木工程抗震这门课有一个大致的了解,深刻理解学习这门课的目的是什么,为什么要学习这门课,这门课对土木工程专业学生来讲起多大的作用,使学生深切地感受到土木工程抗震这门课的重要性,使学生深刻认识到现在不学好土木工程抗震方面的知识,将来在实际工作中万一出现失误,有可能造成重大人员伤亡和财产损失,提高学生学习这门课程的自觉性、主动性和积极性。怎样才能上好绪论课呢?作者认为不妨采用多媒体条件下的案例教学法[2]。多媒体案例教学通过采用大量真实、典型的案例和大量的图片资料,使教学更加直观、形象。例如将汶川地震的相关资料引入课堂,“2008年5月12日14时28分04秒,在四川省阿坝藏族羌族自治州汶川县发生里氏8.0级地震,震源深度14公里,震中烈度11度,地震持续时间约为2分钟,地震造成69227人遇难,374643人受伤,17923人失踪,直接经济损失8452亿元。”通过上述资料,可以启发学生认真思考以下问题:(1)为什么这次地震称为汶川地震,引出“震中”这个概念;(2)里氏8.0级地震是怎么测定的,引出“里氏震级”概念和震级的测定方法;(3)从“震源深度14公里”可以引出“震源深度”这个概念,根据震源深度地震可以划分为哪些类型,汶川地震属于哪一个类型。在绪论中给学生讲述地震灾害时,可以通过多媒体将汶川地震造成的震害分类给学生显示出来。在给学生演示汶川地震所造成的灾害时,启发学生思考为什么会造成这样的破坏,通过这些破坏现象,我们能否从中发现一些地震破坏规律,在今后的设计中我们可以采取什么样的措施来减轻这些震害。

(二)多媒体与板书相结合,提高课堂教学效果在进行土木工程抗震课程教学中,尽可能采用多媒体与板书相结合的方式提高课堂教学效果。一方面采用多媒体教学具有形象、生动、直观、易于理解优点。土木工程抗震课中,一些内容适合采用多媒体教学,例如地震灾害(主要包括地表破坏、工程结构破坏、次生灾害、人员伤亡等),采用多媒体教学可以直观地把灾害显示给学生,学生从地震灾害图片中也更容易理解和掌握有关地震造成的破坏。当然,并不是任何问题都适合采用多媒体教学。土木工程抗震课中有些内容适合采用板书教学,比如给学生讲解振型分解反应谱法和底部剪力法算例时,采用板书教学更合适些。这样的算例采用板书教学可以给学生留有足够的时间思考、琢磨和消化,让学生更容易掌握振型分解反应谱法和底部剪力法的计算步骤,知道采用上述方法计算地震作用时需要哪些步骤。因此,对于该课程来说,最好的教学手段是多媒体与板书相结合,优势互补,提高课堂教学效果。此外,在土木工程抗震的课堂教学中,作者尝试采用双语教学[3]。将课堂上易于用英语表达清楚的内容做成英语课件,一些专业词汇用英语来表达。在近几年的双语教学实践活动中,作者发现采用双语授课在一定程度上能够帮助学生理解专业知识。但是采用双语教学也存在较大的难度,最大的难度在于没有合适的符合《建筑抗震设计规范》(GB50010-2010)的英语教材。

(三)调整教学内容,适应新的教学要求土木工程抗震教学内容可以分为“基础篇”和“应用篇”两部分[1]。基础篇是土木工程抗震基础知识,主要包括地震基础知识,土木工程抗震概念设计,场地、地基和基础,地震作用与结构抗震验算,结构隔震与消能减震等内容。在进行基础篇讲解时,应重点讲授基本概念和原理,注重基本概念和基本原理的讲解。土木工程抗震概念设计是根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。抗震概念设计在整个土木工程抗震设计中占有重要位置,它贯穿于整个工程设计过程中,从一定意义上说,它比抗震计算更为重要,原因在于地震具有很强的不确定性、随机性等,想要精确进行抗震计算比较困难。要想使结构具有良好的抗震性能,很大程度上取决于良好的概念设计,有必要加强学生抗震概念设计的能力。应用篇是抗震设计原理在不同结构形式中的具体应用,主要包括混凝土结构房屋抗震设计、砌体结构房屋抗震设计、钢结构房屋抗震设计、单层工业厂房抗震设计、桥梁工程抗震设计等。该部分内容应根据不同的专业方向有重点地讲解其中的内容,做到因专业方向而异,根据不同的结构形式特点重点从抗震概念设计、抗震计算和抗震构造措施等方面进行讲解,拓宽学生的专业知识,使其学会灵活运用工程专业知识解决工程实际问题的能力。

(四)将最新科研成果融入课堂教学中在讲授土木工程抗震课程时,作者结合自身的科研工作专门抽出时间,给学生进行有关抗震的专题讲座,例如进行基于性能的抗震设计专题讲座、基础隔震设计专题讲座、振动控制专题讲座等,将最新的科研成果融入课堂教学中。进一步加强科研与教学的结合,及时将最新科研成果引入到课堂教学中,尽可能发挥科研对教学的支撑和反哺作用。

三、结语

土木工程抗震课程课时少,内容多,具有较强的综合性。作者通过对该课程在教学手段、教学内容、教学方式等方面的教学改革与实践,在一定程度上提高了课堂教学效果,在激发学生使命感的同时,增强了其主人翁意识。当然,课程教学改革永无止境,还有许多地方需要进一步完善,达到进一步提高课堂教学效果的目的。

参考文献:

[1]尚守平,封周权,李峥.“工程结构抗震”课程教学改革研究[J].建筑教育改革理论与实践,2006(8):221-224

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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。

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我国经济还在快速发展,城市化进程的不断推进,人们的生活有了很大的改善。建筑工程的施工直接决定了工程的质量,施工的质量对工程整体质量来说意义重大。建筑企业和施工人员应当从抗震对工程的重要意义的角度上对存在的问题提出对策并不断完善相关措施,从而保障质量安全,促使建筑行业更加健康的发展。

1土木工程抗震设计的重要意义

地震作为重大自然灾害,对人们生命和财产造成巨大威胁。地震的级别高低,造成的威力也不尽相同。根据已有的数据表明,地震在全球范围内频繁爆发,涉及的区域比较大,造成了难以预估的损失和不能弥补的伤害,人们对于地震往往是一种恐惧的状态。大量的建筑物受损坍塌是地震带来的最严重的损失,所以为了更好地避免这些经济方面的损失,改善和提高土木工程结构的抗震性能是最可靠的方式,也具有积极意义。土木工程的发展需要对抗震结构方面加以重视,提高建筑物的抗震效果来避免或减少外来因素或自然灾害的不良影响。

2土木结构抗震设计中存在的问题

在设计过程中要保证其抗震的性能,但仍然存在一定的问题,对抗震能力进行干扰,主要包括以下几个方面。

2.1对抗震设计概念模糊不清

土木结构在设计过程中将抗震的能力与其结合,主要是为了减少地震为建筑带来的危害,避免因此造成的生命财产威胁。但在整体的设计过程中,由于设计人员没有与时俱进的抗震理念,仍然将较为传统的抗争方式应用在现代土木结构中,使用大部分的钢筋来对抗地震造成的危害。但通过不断的实践证明,使用钢筋的数量并不是与与抵抗地震的能力成正比,甚至使用很多钢筋的情况下,可能会导致其他材料的功能没有办法完好的展现,这也影响了土木结构抗震的整体效果。通过以上实践得出结果,在设计过程中设计师应更加注重抗震结构施用的位置,设计师更加注重对于薄弱位置的维护。地震过程中很容易破坏到较为薄弱的地方,因此对其进行重点保护显得十分重要。

2.2对抗震设计不够重视

目前在我国存在着大量土木结构被地震破坏的现象,主要的产生原因在于,设计过程中没有将抗震结构很好地应用在土木设计中,很大程度上与设计师没有深切的感受到抗震结构的重要性有关。主要发生在对建筑进行改造时,只重视改造设计,而没有将抗震结构与之结合,这是忽视的主要原因。一旦地震强度十分大,原本的土木结构无法承受地震带来的强大冲击,就会对人类的生命财产安全造成严重的影响。因此在设计过程中,涉及人员应更加注重对于抗震结构的使用,在利用过程中根据实际情况进行构造结合。

3抗震设计的基本原则

3.1简单化

设计结构时,往往要面对复杂还是简单的选择。相对于复杂的结构,简单的设计更能提高建筑整体的抗震效果,原因在于设计简单有利于进行较为精确的力学计算,有效把控结构整体的平衡问题。设计如果复杂,就比较容易在设计细节上出现一些被忽略的问题,导致在整体结构的抗震性上不能达到应有的效果。设计比较复杂的结构在面对地震发生时也会在一定程度上增加因力学因素带来的严重破坏和损失。简单设计可以降低或避免出现以上情况的风险,最大程度降低地震带来的负面效果。因此,在设计抗震结构时,一定要遵守简单化原则,尽可能的让结构整体趋于简单化,不强求过于复杂的设计,避免承受带来的损失和危害。

3.2整体性

实现建筑的整体抗震能力和效果是建筑设计的主要目的,如果对设计的某一方面太过细致,注意力只限于这一方面而忽视其他方面的设计,在面对地震时,建筑物会出现受损和毁坏的后果。因此,要对建筑的整体结构进行把控,并且要以此为基础,对设计工作按计划进行,合理布置每个区域,注重结构之间的协调并且关注他们之间的统一性,了解每个部分的特点,在把握各部分情况的基础上进行设计工作。另外,抗震结构的设计要有效控制可能影响建筑稳定的相关因素,保证建筑设计的整体和抗震需求达成匹配[1]。只有重视结构的整体性,才能在设计中对所有环节、所有结构进行统筹设计,提高整体的抗震效果。

3.3抵抗性

地震会给建筑结构带来极大威胁和损害并产生严重影响,因此在设计建筑结构时,要提高建筑抵抗能力,保证抵抗能力的有效性。为了有效提高建筑结构的抵抗性能,必须要以力学原则为主要因素,要综合考察建筑结构的力学方面的特点,充分把握结构的稳定以及平衡能力,不能脱离力学原则,否则建筑结构整体的抗震效果难以保证,稳定性也会受到影响。

4抗震结构设计的主要依据

4.1结构设计的科学合理

设计土木工程中的抗震结构时,科学合理是基础。根据建筑物的实际情况以及自身特点对设计进行合理和科学的规划,保障设计在科学性合理性上都能有所提升。此外,设计时需要考虑安全因素,对建筑抗震架构的受力情况进行分析,同时对稳定性进行分析,发现需要改善的部分,及时进行完善或优化,提高结构整体抗震能力。

4.2结构平面与竖向原则

在进行结构设计时,需要注意各种原则,并且要严格遵循。其中最重要的原则便是结构平面和竖向的规则性,对抗震结构来说具有重要意义。需要在设计时,对承载力、高度等相关因素进行全面综合考虑,保证结构设计的合理性和科学性[2]。同时,针对整体设计的受力情况,通过最适合的计算方法进行合理科学测量,对存在的问题或缺陷进行改善或纠正,保证设计工作的顺利开展,对受力较为脆弱的部分加以巩固,形成完整且合理的土木工程抗震设计。

4.3建筑物结构的刚性和设计外部形态的调节

刚性是进行结构设计时必须注意的方面,提高结构设计的刚性有助于提高建筑的抗震效果,确保建筑的安全和稳定。土木结构的外部形态和建筑整体抗震性有直接关系,为了保证建筑外部的抗震效果,需要确保设计的结构在外形上兼顾科学性和合理性。

5提高土木结构抗震性的方法和策略

5.1不断完善抗震结构设计方案

土木结构施工要根据设计方案进行,对土木工程的抗震能力提高有着重要影响。为了提高土木工程结构的抗震能力,要对抗震设计方案进行优化和完善。对施工中可能出现的问题或遇到的难点进行全面分析,针对不同的情况制定策略,对方案进行完善,使土木工程抗震设计顺利进行,保障束体的抗震性能以及质量。在完善方案的过程中,要对设计目标加以明确,对每个环节项目进行细致到位的完善或优化,特别是较为薄弱亟需改善的环节,对步骤要进行细致划分。比如针对建筑地基的抗震工作方面,要根据所在地的地质情况,结合建筑物所属的抗震级别进行分析,这样可以提高地基的抗震效果并且在稳定性和承受能力上有所保障[3]。

5.2减震设计更加科学合理

设计人员在进行抗震结构设计中,为了更加有效的保护建筑物结构以及内部,降低部件受损的程度,应该将隔震以及消能减震的设计加入方案中。在进行这项工作时要注意以下方面。第一,建筑物之间的结构存在一定差异,因此会导致不同的隔震系数,因此要根据建筑物自身情况和特点对隔震支座进行合理选择,保证设计能达到期望的抗震效果。第二,在挑选地基所需材料以及施工的地址时,地基的稳定以及密实性能要得到保证,以降低或避免地震所带来的震动和冲击,提高抗震效果。第三,设计隔震和消能减震时,根据抗震减震材料各方面特点,科学并且合理地选择所需构件,可以缓解地震带来的冲击,保护建筑物以及居民免受地震带来的损失和伤害。

5.3应用特殊抗震材料

对抗震进行结构设计时,为了提高工程的抗震性能,可以采用特殊材料来提高建筑的整体抗震效果。例如,在对建筑进行抗震相关工作时,在实际施工中采用专业的隔震材料,以降低地震带给建筑的危害和损失。一般会在土木工程施工中将适量的沙子和粘土加入到地基底部。这样可以在一定程度上提高抗震效果。对施工进行改良后,会用抗震效果更强的沥青代替粘土和沙子,加固地基底部来提高抗震能力。另外,用抗震材料替换建筑护栏和墙体,可以提高建筑物抗震效果,并且可以保障工程质量。

5.4土木工程的选址工作要严格把控

土木工程整体的抗震性能受到选址的直接影响,地址的选择是否合理会影响到工程的抗震能力是否可以达到预期。科学并且合理的进行选址工作,可以增强应用优势,并且可以避免或者减轻地震带来的严重危害和极大损失。企业要重视选址工作所带来的影响,对工作加以重视,并且对过程要严格把控,为之后正式的施工奠定基础,并保障抗震效果可以有效实现。

5.5对土木工程建筑市场节能方面加强监管

当今社会对节能减排十分关注,因此土木工程的建设也要跟随时代潮流,符合当代需求,从源头推广节能理念,严格监督新设备和材料的生产和使用,以及报废情况,要制定相应的质量标准,以及规范土木工程市场的相关规定和制度,为推广节能政策和措施创造良好环境。同时,要落实这些规定制度,并且对企业违规违法的行为进行严厉打击,对企业进行处罚,警示其他企业。将监管工作做到位才能促进土木工程建筑市场的良性发展。

5.6抗震结构设计人才专业化

专业人才是抗震结构设计中不可或缺的因素,专业人才利用所具备的专业知识设计相应的抗震结构,设计出的结构也会更加合理,抗震效果更加明显,因此可以节省在这个环节上过多的精力以及资金的投入。专业人才需要培养,建筑公司可以和高校进行合作,培养出更加符合需求的专业性人才,培养的过程需要注重实践能力,提供更加多样的培训,在专业知识上不断丰富和提高,而且可以让学生形成抗震结构设计的主观看法和意识,在进入土木工程相关企业后,会有利于设计工作,提高设计效率和水平。

5.7妥善地设置抗震防线

在设计过程中首先要保证抗震防线设计的科学性,在设计过程中应该将工程建筑的整体效果与之融合,在最大程度上保证抗震强度更加稳定。要保证使用到的土木结构,在地震发生时可以具有较好的可延展性,地震的破坏作用需要不断的突破防震等级,只有将第一道防线突破之后,才可能会对其他防线造成影响,因此在设计过程中较多的防线设置,更有利于减少地震带来的危害,尽量减少地震造成的损失。除此之外,土木结构的建筑质量也十分重要,必须保证在地震过程中建筑仍然有强大的稳定性能,可以维持在地震时的良好状态,新型材料的引入以及使用已经成为抗震措施中较好的解决方法,减少地震事故可能为建筑带来的巨大隐患。

5.8在建筑物的节点上设置良好的隔层装置

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1探讨土木工程中抗震结构设计遵循的原则

1.1控制地震对建筑带来的影响

在土木工程建设的过程中,相关人员需要对地震给建筑带来的影响提起重视,并减少地震可能给建筑带来的不利影响。部分工程会将隔离地震层设置在主体与建筑基础之间,通过这样的方式来实现减震的效果。相关人员应该将抗震效果逐步加强,可以将“反摆”设置在建筑物的顶端,“反摆”在地震发生的过程中将相反作用力给予建筑移动的水平方向,从而使地震作用得以抵消,使地震带来的作用效果不断降低,进而减轻了建筑物的内部损坏程度。

1.2结构形式简单

相关人员在开展土木工程抗震结构设计的过程中,应该确保土木工程整体结构相对简单,并且能够通过较为简单的计算方式计算出建筑的结构受力情况,从而为土木工程的抗震设计提供有力的数据支持。于简单的土木工程结构而言,其可以使地震对建筑物的损坏程度降低,并将土木工程的整体稳定性进行提高,进而使建筑物的抗震性能得以保障。

1.3整体设计应该合理、全面、科学

要想使土木工程的抗震性能得到有效提升,相关工作人员应该对土木工程的实际情况进行详细分析,通过分析的结果对建筑物的结构进行规划,使结构设计不科学情况得以避免,从而降低了建筑物整体受损的几率。相关人员在开展土木工程结构的设计时,还应该对各方面的问题进行充分考虑,并对结构中每一连接件的功能进行保障。在进行盖板、基础、柱体以及楼盖等位置的设计工作时,需要对各个部件之间的有效连接进行保障,这样不仅可以使土木工程结构的刚度得到有效保障。还可以使土木工程结构的抗震性能得以提高。

2土木工程中抗震技术必备的条件

2.1经济性需求分析

我国与西方发达国家的经济相比仍然存在较大的差距,在土木工程建设方面也是如此。因此,相关人员在设计建筑的过程中需要从我国的国情出发。于土木工程建设而言,加固施工不仅可以全面利用建筑基本框架,而且可以使建筑结构的可靠度得到有效保障,使已有资源得到充分的利用与挖掘,进而在投入缩小的基础之上提高土木工程的使用功能。

2.2安全性需求分析

相关人员对国内外的地震灾害事件进行了分析得知,导致人员伤亡、财产损失的关键原因是建筑物的损毁以及倒塌。现阶段我国并没有全面了解地震的相关知识,也难以对地震进行全面、有效的预测,因此,相关人员在建设土木工程的过程中,只有通过加固土木工程提高其抗震性能来降低地震带来的生命财产损失。部分建筑物建造的时间久远,其在建设的过程中并没有对抗震设防进行充分考虑,或者抗震设防的分类标准并没有达到相应的标准,因此,致使早期的建筑物难以与现阶段的抗震安全性需求相契合。此外,因为没有充分考虑设计与施工、设计载荷增多等因素的影响,使部分建筑物存在一定的安全隐患。

2.3社会性需求分析

部分建筑物是长期中断或者是不可中断使用的,并且部分建筑物具备相应的纪念价值,不能拆除重建,因此对这部分建筑而言只能进行抗震加固。相关工作人员应该对土木工程的结构进行深入分析,进而保证总体建筑项目的施工质量,同时,还要对其符合社会需求进行保障。

3略谈土木工程结构中抗震技术的发展与使用

3.1科学的选择地基场地

相关人员在开展土木工程抗震设计时,需要对地基场地的选择提起重视。在选择土木工程地基场地的过程中,应该对建筑地区地震的活跃情况进行全面分析,掌控地震发生的时间、频率等情况,并对当地的地质情况进行深入的勘察,在这基础之上科学的评估与分析该地区的抗震设计等级。相关人员在选择地基场地时,应该保证地基场地处于有利的条件中,如果项目施工有特殊的要求选择的地基场地处于不利条件当中,就必须加固地基。除此之外,相关人员可以将地基场地选择在密度较高的基土或者较多的岩石地区,同时,还应该对土木工程地基的抗震能力进行保障。

3.2建筑结构的规则特征需要提起重视

相关人员在开展土木工程施工时,为了增加土木工程的抗震能力,施工人员需要高度重视建筑结构的规则特征。于土木工程结构的设计人员而言,应该选择较为简单的抗侧力结构,还应对结构的规律特征进行保障。在施工的过程当中,科学的分布建筑物的承载能力,可以有效保证建筑物的稳定性以及坚固性。如果土木工程中并不具备规则的结构,在施工的过程中钢心会与建筑结构交叉,并且这种交叉情况较为严重,如果出现了地震灾害就会导致建筑物的构造出现偏离,致使土木工程的稳定性受到严重破坏。所以,土木工程结构的设计人员应该重视建筑结构的规则特征,进而使建筑结构不规则导致的损失情况得以避免。

3.3加固设计分析

第一点,如果土木工程的结构设计存在一些问题,设计人员可以适时的增加构件的数量,并使土木工程的总体强度不断加强,进而提升建筑的总体控制能力;第二点,设计人员应该将建筑承载性不断加强,通过这样的方式将土木工程的抗震性能不断提高。设计人员可以扩增建筑物原截面,进而加强建筑物的稳固性。除此之外,如果建筑物的总体结构与土木工程的抗震标准不符,设计人员可以针对具体情况调整建筑的总体结构,进而实现分散地震作用力的效果,减轻地震灾害可能对建筑物造成的破坏。

3.4科学设计隔震项目和消能减震

于地震常发带而言,土木工程在建设过程中必须具备相应的抗震能力,此外,还应该具备隔震能力与消能减震的能力。相关人员应该对建筑物的情况进行具体分析,根据建筑物实际情况确定建筑使用的隔震技术,并在这基础之上科学的选择隔震支座,进而增强建筑物的抗震能力。除此之外,研究人员应该科学设计抗震及隔震构建,并掌握建筑用材的延性,进而使地震灾害带来的危害逐渐降低。

3.5抗侧力的体形优化

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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

[1] 王忠伟 . 关于土木工程结构设计安全性与经济性的探讨 [J]. 华章,2013(16):340.

[2] 项仲贞 . 建筑工程结构施工图设计中存在问题及改进建议 [J]. 中国科技信息,2006(17):82-83.

[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. 

篇(10)

引言:

建筑工程项目最终的施工结果的好坏,最主要是取决于该工程的结构的设计,结构设计的合理了,就是好的建筑的最基本的保障。本人结合自己多年经验,首先对土木工程的结构设计做了一个详细的总结,为建筑打下坚实的基础,再对土木工程设计进行了应用分析,加强了土木工程的实践性。

1.土木工程的概述

土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动;也指工程建设的对象,即建造在地上或地下、陆上或水中 ,直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施,例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。

2.土木工程的结构设计

2.1 钢筋混凝土结构的设计

钢筋混凝土结构是房屋建设、水利施工、道桥桥梁等土木工程中各种受力构造组成的结构系统,混凝土结构的设计要考虑到凝土的强度和防渗水能力。主要包括正截面承载力计算、斜截面承载力计算、扭曲截面承载力计算、裂缝控制及耐久性设计,预应力混凝土结构,钢筋混凝土构件的延性与抗震,高性能混凝土和纤维增强混凝土性能等结构设计。

由钢筋混凝土制成的构造部件,例如钢筋混凝土梁、桥墩、柱、轨枕、盖板、顶帽等,因施工工程结构不同,所构造的钢筋混凝土结构也会不同。例如房屋建设中往往只需要考虑钢筋混凝土梁、柱、顶帽结构部件。

2.2土木工程中的剪力墙结构设计

2.2.1剪力墙的平面布置

在其平面布置中,应尽可能的依据对称、均匀的原则,尽力使墙面结构本身的刚度和质量中心完全重合进行布局,从而达到较少扭矩的效果;而对内外剪力墙来说,则应尽量拉通、对直;在抗震设计要求情况下,剪力墙应避免仅采用单向有墙的布置形式;另外,还应控制剪力墙的抗侧力刚度,来增加剪力墙的利用空间和承载能力;还应注意剪力墙的间距不应过密。

2.2.2约束边缘构件处理

剪力墙的边缘构件大体上分为两种,即无约束边缘和有约束边缘的构件,两者相比较,则无约束边缘的矩形截面积的极限承载力约降低40%,极限楼层位移角将减少一倍,对地震能量的消耗也会有所减少,并且会对墙板的稳定造成影响。由此可见,在构件设计选择时,应严格根据不同级别和类型的剪力墙的相关轴压比进行分析,从而选取相应的边缘构件。

2.2.3剪力墙墙身钢筋分析

国家对剪力墙的水平和竖向分布筋的配筋率做出了相关的规定,比如,一二级抗震建筑物的设计应保证小于0.25%,而对于非抗震和四级抗震的设计不该低于0.2%。另外,这个配筋率在有关规范性文件中都有提到。

2.3土木工程中承重墙结构的设计

现代房屋多属矩形平面,其横向刚度往往要小于纵向刚度,这就要求必须要有足够的横墙,才能有效保证房屋建筑结构的抗震性能。从地震灾害可知,房屋墙体一般都是剪切破坏。因此,在进行房屋建筑设计时,必须要提高建筑的抗剪强度,以提升房屋横墙的抗震能力。以提高建筑的抗剪强度,就要求提高材料的强度等级,并相应增加横墙的轴压力,因此需要将横墙尽量成为承重与隔断相结合的墙体。当房屋建设中的房间比较大时,设有沿进深方向的梁应支撑在纵墙上,以使纵墙承重。同时,建筑楼板应沿纵向搁置,因此形成横墙承重,再加上纵墙因存在轴压力而增加其抗剪能力。

3.地基加固技术在土木工程设计的应用及方法

基于框架截面的设计、建筑结构的设计均受到地形以及抗震等级等多方面因素的影响,在进行勘察的过程中,对于方针等级的查找主要可以以建筑的抗震规范、建筑的高度以及防裂程度作为参考性依据。基于抗震等级的差异性,在抗震计算以及具体措施的采取上也具有岷县的差异性,必须以实际情况作为依据,结合一切情况进行土木工程的抗震设计。在进行工程测量以及管理的过程中,必须加强施工记录和标记,并严格按照相关的测定标准来执行,借此来有效的保证施工的质量以及施工设计方案的具体实现,并且将测量贯穿于整个施工过程中,加强测量工作的精确度及其操作步骤的规范性,确保土建工程的最终施工质量,避免错误操作和返工现象的发生。

3.1排水固结法

排水固结法是建筑工程中地基加固的重要技术,通常适用于地下水位比较高的地基加固中,主要用于解决地基的沉降问题,以此来维持地基的稳定性。使用排水固结法进行地基加固时,为了提高固结的速度,可以采取在天然土层中增加排水的途径,主要是为了缩短排水距离,施工人员可以设置排水井、砂井或者塑料排水袋,用来对地基进行有效的加固,缩短工期,从而在短时间内完成良好的加固工作,使得加固的工作如期完成,并也可以提高地基的抗剪强度,保证地基的稳定性。

3.2加筋法

加筋法是我国目前建筑施工中普遍应用的地基加固技术,施工操作的步骤也相对简单。加筋法是在地基土层中掺入一些抗拉性比较强的材料,利用这些材料来提高土层的强度和抗压性,实现其土层力学性能的转变。土在土体中放置筋材,就使得土和筋形成了一个复合体,当受到外力的影响,就会发生形变,产生了筋材和周围土的位置运动,这两种材料就会因为运动而产生一定的摩擦力和要合理,就相当于为土体增加了一个侧压力,使得地基的抗压力增大,控制土体运动产生的偏移。

3.3桩基法

目前主要桩基法为钢筋混凝土预制桩和混凝土灌注桩。

3.3.1钢筋混凝土预制桩

钢筋混凝土预制桩也称为钢筋混凝土桩和预应力管桩,由于具有较强承载力,投资省,质量有保证,施工速度快等特点,已经在实际施工中得到了普遍的应用。

3.3.2混凝土灌注桩

淤土层较厚地基处理还可以采用灌注桩,打灌注桩至硬土层,作承载台,灌注桩有沉管灌注桩和冲钻孔灌注桩,但两种方法灌注桩还存在一些技术难题,一是沉管灌注桩在深厚软土中存在桩身完整性问题;二是冲钻孔灌注桩存在泥浆污染问题,桩身混凝土灌注质量,桩底沉渣清理和持力层判断不易监控等问题。

4.结束语

土木工程具又特殊性和具体性。所有的土木工程师设计和建造的构筑物都是独一无二的,绝不可能出现两个完全相同的建筑物。有些建筑物虽然看似相同,但是建筑的场地条件(地基、风荷载、地震荷载等)都是不同的。因此,土木工程师随时要准备应付新的复杂情况。同时工程要考虑的相关影响因素非常多,任何设计上的忽略都将导致一个失败的工程。土木工程中的结构与地基加固技术是基础,只有不断加强技术的完善和规范,才能从根本上提高土木工程的质量,为我国建筑业做好坚实基础。

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