時間:2023-09-25 17:29:15
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【關(guān)鍵詞】新時期;土木工程;抗震設(shè)計;策略探索
【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
在進(jìn)行土木工程的建設(shè)的過程中,為了更好的避免豆腐渣工程,需要在進(jìn)行土木工程的建設(shè)過程中對其所設(shè)計的建筑物加入一定的抗震性能。并且需要根據(jù)所設(shè)計的建筑物自身的狀態(tài)和功能來進(jìn)行針對其自身結(jié)構(gòu)的抗震的概念設(shè)計,這種抗震設(shè)計其主要的目的就是為了更好的控制建筑物在發(fā)生地震時的狀態(tài),讓建筑物在發(fā)生地震的時候可以盡可能的減少出現(xiàn)倒塌和損壞的狀態(tài)。對土木工程建設(shè)的建筑物進(jìn)行抗震處理,不僅僅是為了減少在出現(xiàn)地震時所出現(xiàn)的經(jīng)濟損失,同時也是為了減少在出現(xiàn)地震時的人員傷亡。
1. 影響土木工程中的結(jié)構(gòu)抗震的幾個因素
1.1土木工程建設(shè)的場所。 在地震發(fā)生的時候,不同的場所遭受到的地震的程度也是不同的,所以在進(jìn)行土木工程的過程中選擇其工程建設(shè)的場所就顯得尤為重要,并且這也是直接影響這一工程建設(shè)在抗震效果上的因素。一個好的、寬廣的場所不僅僅能夠有效的減小震感,同時還能夠方便施工單位更好的去修建地基。對于任何一個土木工程來說地基都是最為重要的一種,只有地基建造的特別好才能在基本上保證一個工程的抗震程度,因為一旦發(fā)生地震,地基是第一個受到地震波侵襲的場所,如果這一環(huán)節(jié)沒有認(rèn)真的修建那么就會導(dǎo)致整個建筑在發(fā)生地震的時候沒有辦法做到抗震的效果。所以在進(jìn)行施工場場所的選擇的時候盡可能的去選擇地址堅硬的場地或者地址密實且均勻的中硬土地,盡可能的去避免滑坡、傾斜等場所。
1.2土木工程中所選擇的材料以及其設(shè)計的機構(gòu)體系。 在進(jìn)行土木工程的材料選擇的時候需要選擇硬度相對于較強的,不易發(fā)生彎曲的,這樣可以有效的避免地震來臨的時候建筑坍塌和變形。而目前來看我國在進(jìn)行土木工程的過程中,多數(shù)情況下所選擇的材料多為鋼筋混凝土,而這一材料本身容易變形、彎曲以及發(fā)生側(cè)移,所以在進(jìn)行工程抗震材料選擇的時候盡可能的避開這一材料,從而選擇鋼結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土等不易發(fā)生變形的材料。
1.3土工工程的結(jié)構(gòu)高度。 無論是哪種形態(tài)的建筑,其高度都是整個建筑中十分重要的一個環(huán)節(jié),很多時候不能夠為了追求建筑設(shè)施的獨特性而無止境的升高建筑,在地震來臨的時候高度越小的建筑其受到的破壞也相對于小,過高的建筑在發(fā)生地震的時候容易出現(xiàn)變形等多種問題,所以在進(jìn)行抗震設(shè)計的時候需要確定建筑應(yīng)該需要的高度,避免建筑過高。
1.4土木工程中的結(jié)構(gòu)自身的抗震程度。 目前來看我國對于土木工程的在建筑結(jié)構(gòu)上的抗震程度要求不是很高,其主要的要求就是:小震不壞、中震可修、大震不倒,所以在進(jìn)行工程的設(shè)計中必須要做好以上幾點。
2. 有關(guān)土木工程的抗震方式的相關(guān)措施
2.1重視工程場地的選擇。 在進(jìn)行土木工程的結(jié)構(gòu)場地選擇的時候,首先要對整個工程的場地進(jìn)行考核,確定好施工場地的狀態(tài),并且需要施工單位對于施工當(dāng)?shù)氐臍夂蛞约暗匦?、地質(zhì)條件都進(jìn)行考察,盡可能的避開斷層、滑坡、凹陷等不良的地段,如果沒有辦法避開這些地段,則需要在這些地段上施加一定的安全防護措施,以免出現(xiàn)意外。
2.2合理的選用工程的材料。 選擇合理的施工材料是整個工程在建造的過程中十分重要的一個環(huán)節(jié),在進(jìn)行土木工程的建造之前,就需要施工單位把所需要的材料的抗震系數(shù)都確定好,并且對材料的抗震系數(shù)進(jìn)行分析和總結(jié),確保所選擇的材料的抗震性良好。同時也需要考慮到整個建筑,不能出現(xiàn)整個建筑全部都依賴一種材料這種問題,以防出現(xiàn)一個材料出現(xiàn)問題,整個工程都需要重新開始這種問題,要求工程中的每一種材料都有其各自的位置,但是不能出現(xiàn)過分依賴某一種材料這種事情。
2.3合理的設(shè)計以及選擇適當(dāng)?shù)牟牧稀?在進(jìn)行土木工程的建設(shè)的時候,要保證整個工程的設(shè)計結(jié)構(gòu)十分勻稱,同時要保證整個工程的穩(wěn)定性以及安全性,需要提高的不是一個工程中的某一部分的抗震效果好,而是要整個工程的抗震效果都好,而對于材料的選擇上則需要材料的硬度相對于強,不易于變形。
2.4設(shè)置多道抗震措施。 設(shè)置多道抗震防線是整個工程中必不可少的一項,其設(shè)計的原理就是:在發(fā)生地震的時候,首先需要在構(gòu)件中延性較好的材料發(fā)揮其抗震的作用,并且需要其他的構(gòu)件同樣也發(fā)揮一定的作用,但是在實際中只有突破第一防線建筑物中的其他材料才會受到影響。
3. 結(jié)束語
(1)雖然我國在建筑結(jié)構(gòu)抗震研究中已經(jīng)取得了很大進(jìn)步,但是仍存在許多需要解決的問題,要想優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計,取得進(jìn)一步發(fā)展,不僅需要建筑結(jié)構(gòu)工程技術(shù)的不斷發(fā)展,嚴(yán)格按照建筑規(guī)范設(shè)計,滿足抗震要求,保證設(shè)計的科學(xué)性、合理性,提升建筑的抗震性能,設(shè)計安全性高、穩(wěn)定性強,能夠滿足抗震要求的建筑物,還需要相關(guān)準(zhǔn)則的不斷優(yōu)化,適應(yīng)新形勢新標(biāo)準(zhǔn)的要求,提升我國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的高水平。
(2)在進(jìn)行土木工程的設(shè)計過程中,其自身的抗震性能是設(shè)計中一個十分重要的一點,所以在進(jìn)行土木工程的抗震設(shè)計的時候,需要綜合各方面的因素來進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計,并且有效的去提高整個工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計,可以采取以上所述的相關(guān)要點來進(jìn)行歸納和總結(jié),在根據(jù)自身的工程特點最后制定出一個獨特的符合自身需要的一個抗震方式,同時在選擇設(shè)計人員的時候盡可能的去選擇專業(yè)素養(yǎng)較高的從業(yè)人員,并且以此來有效的提高土木工程中的相關(guān)抗震的性能,這也可以有效的保證當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時我國的人員傷亡以及財產(chǎn)傷亡都能減少。
參考文獻(xiàn)
[1]陳道明.探討土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震[J].中國建筑科技,2015(11).
關(guān)鍵詞:土木工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計;抗震
1土木結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震要求概況
地震的發(fā)生具有一定的瞬時性以及隨機性,當(dāng)前國際上還未出現(xiàn)能夠精確的預(yù)報地震的測量儀器。在建筑工程當(dāng)中,土木工程結(jié)構(gòu)是建筑物的基礎(chǔ),其結(jié)構(gòu)在發(fā)生地震時會出現(xiàn)一定的形變現(xiàn)象,嚴(yán)重時還會出現(xiàn)倒塌。因此在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中一定要根據(jù)其結(jié)構(gòu)的抗震理論以及抗震設(shè)計的實際經(jīng)驗來分析結(jié)構(gòu)的抗震反應(yīng)狀況以及能力。同時設(shè)計人員在設(shè)計時要以抗震規(guī)范及當(dāng)?shù)貙嶋H情況為依據(jù)來進(jìn)行靈活的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計,逐步的解決在設(shè)計當(dāng)中出現(xiàn)的諸多問題,從而保證設(shè)計的質(zhì)量。此外,建筑結(jié)構(gòu)的整體體型以及銜接位置的構(gòu)造設(shè)計也是影響其抗震性能的主要因素,因此在設(shè)計的過程中要充分的考慮這兩點,從根本上來提升結(jié)構(gòu)的抗震性能。
2影響土木工程結(jié)構(gòu)的抗震性能的因素
2.1土木工程建設(shè)的場地選擇
對于土木工程結(jié)構(gòu)來說,其場地的合適與否是影響其抗震性能的因素之一。因此,在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)建設(shè)的過程中,工作人員首先要做的就是選擇一定合理的施工場地,從而保證土木工程結(jié)構(gòu)的抗震性能。但是,在選擇結(jié)構(gòu)施工場地的過程中要注意以下幾點:(1)仔細(xì)檢查場地的地基狀況。土木工程結(jié)構(gòu)施工場地的地基只有在保證擁有一個平穩(wěn)的狀態(tài),才能夠避免其在發(fā)生地震時由于地基不穩(wěn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞甚至是倒塌的現(xiàn)象。(2)保證場地的平坦性以及開闊性。在發(fā)生地震時,通常都會出現(xiàn)斷層以及滑坡的現(xiàn)象,因此在選擇場地時一定要選擇較為開闊平坦的地區(qū),從而保證地基的穩(wěn)定性,以此來提高結(jié)構(gòu)的抗震性能,從而避免出現(xiàn)滑坡以及斷層的現(xiàn)象。
2.2材料的選用以及結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計
合適的建筑材料以及結(jié)構(gòu)體系與土木工程結(jié)構(gòu)的抗震性能有著非常緊密的聯(lián)系。因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系和材料的選擇時一定要根據(jù)結(jié)構(gòu)抗震的需要來進(jìn)行,以此來提升結(jié)構(gòu)的抗震性能。當(dāng)前,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時土木工程施工當(dāng)中常用的結(jié)構(gòu)體系之一,但是其在使用當(dāng)中常會出現(xiàn)側(cè)移以及彎曲的現(xiàn)象,大幅度的降低了結(jié)構(gòu)的抗震性能。實際上,鋼結(jié)構(gòu)以及型鋼混凝土這類的結(jié)構(gòu)能夠有效的提高結(jié)構(gòu)的抗震性能和降低柱斷面尺寸,從而達(dá)到抗震的目的。
2.3合理控制土木工程結(jié)構(gòu)的高度
無論是何種結(jié)構(gòu)都要對其高度進(jìn)行合理的控制,這樣才能夠保證結(jié)構(gòu)的抗震性能。在地震災(zāi)害當(dāng)中,建筑結(jié)構(gòu)的受損程度與其高度是成正比的,因此要想降低地震對結(jié)構(gòu)的破壞就要將其高度控制在合理的范圍內(nèi)。過高的建筑結(jié)構(gòu)其穩(wěn)定性就不能夠承受地震的沖擊力,結(jié)構(gòu)也就出現(xiàn)一定的變形現(xiàn)象。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,設(shè)計人員要結(jié)合工程施工環(huán)境以及現(xiàn)場的情況來進(jìn)行高度的確定,以此來提高結(jié)構(gòu)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
在土木工程結(jié)構(gòu)當(dāng)中使用隔震材料主要針對其地基進(jìn)行的,這主要是為了降低地震對建筑物的傷害。建筑地基在傳統(tǒng)的抗震處理當(dāng)中通常是在其底部進(jìn)行黏土以及砂子的鋪設(shè),這種方式雖有一定的抗震效果,但是卻未有效的提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。當(dāng)前,在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)地基抗震處理當(dāng)中,傳統(tǒng)的砂子和黏土已經(jīng)被現(xiàn)代瀝青所替代,這就有效的提高了地基的抗震性能,從而降低了地震災(zāi)害對結(jié)構(gòu)的影響。
3.2重視工程場地的選擇
在選擇結(jié)構(gòu)施工場地之前,設(shè)計人員首先要考核整個工程場地,分析工程施工場地的狀態(tài),同時在確定場地時要對當(dāng)?shù)氐臍夂?、地理環(huán)境、地形以及場地的地質(zhì)條件進(jìn)行細(xì)化并充分的考慮,要避開凹陷、滑坡以及斷層的地段,若必須在這些地段上進(jìn)行施工則要進(jìn)行有效的安全防護,從而保證結(jié)構(gòu)的安全性。
3.3在建筑物的節(jié)點處設(shè)置隔震裝置
在發(fā)生地震時,其能量會從建筑物的底部逐步的傳遞到其頂部,也就是說其能量是不斷上升的。因此在建筑物的各個關(guān)鍵節(jié)點設(shè)置一定的隔震材料或減震器能夠降低地震能量傳遞的影響。由于高層建筑使用隔震裝置會將樓層的自震周期加強,隔震裝置的作用不能夠得到有效的發(fā)揮,因此其不適用于高層建筑當(dāng)中。在較低的建筑當(dāng)中應(yīng)用的隔震材料較為常見的是橡膠墊以及混合隔震措施,在進(jìn)行隔震設(shè)計時,粘性隔震、設(shè)置隔震支座以及摩擦隔震這三種方式較為常用。其中,在建筑物當(dāng)中設(shè)置隔震支座能夠有效的提高建筑物的穩(wěn)定性,同時能夠吸收地震能量,具有一定的自我恢復(fù)能力,其應(yīng)用更加的廣泛。
3.4均勻地進(jìn)行豎向設(shè)計
設(shè)計人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時一定要合理的掌握控制建筑高寬比以及上下結(jié)構(gòu)比例之間的豎向收進(jìn)尺寸,同時要對其豎向受力進(jìn)行深入的分析,從而保證抗震性能。同時,設(shè)計人員要確保結(jié)構(gòu)不會在突然受力的作用下而出現(xiàn)變形現(xiàn)象,也就是說要保證結(jié)構(gòu)整體的強度和剛度,這就要求其在設(shè)計時要保證洞口的整齊性。此外,設(shè)計人員要保證同一層的豎向構(gòu)件與其它層剛性的一致性,通過合理的措施來提高結(jié)構(gòu)的延性,從而保證其整體剛度的平衡性,同時確保其能夠有效的分散地震的能量。
4結(jié)束語
綜上,抗震性能以及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性是在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中的重點,同時也是人們關(guān)注的重點。在設(shè)計過程中,設(shè)計人員要掌握現(xiàn)場的情況,選擇合適的施工場地、布置合適的結(jié)構(gòu)體系以及使用抗震材料,掌握抗震設(shè)計要點,從而有效的提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及安全性。
參考文獻(xiàn):
[1]趙復(fù)蘇.探討土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震研究[J].工程技術(shù):文摘版.
【關(guān)鍵詞】 土木工程 結(jié)構(gòu)設(shè)計 抗震
前言:目前人類對于地震還沒有科學(xué)的預(yù)報體系,因此在地震無法預(yù)測的情況下,只有盡可能使土木結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計對地震具有一定的抵抗力,才可以最大限度的減小地震對生命財產(chǎn)的危害,早期土木工程建筑在其設(shè)計之初沒有考慮抗震因素;或者有的將抗震因素囊括設(shè)計中,但是由于年久失修或者所在地基土質(zhì)強度的減弱而造成建筑物和土木結(jié)構(gòu)在地震中的毀壞,因此加強土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計初期抗震性,對其以后長期使用有著積極的作用。
1土木結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震要求概況
眾所周知,地震的發(fā)生具有很強的隨機性和瞬時性,即使最精密的測量儀器也不可能精確的預(yù)報地震的到來,土木工程建筑設(shè)計的預(yù)案是建筑物的建設(shè)基本框架,在地震時其自身的結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)無法計算的形變。因此,在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中加強抗震性的環(huán)節(jié)中,要根據(jù)土木結(jié)構(gòu)抗震理論和土木結(jié)構(gòu)設(shè)計抗震的實際經(jīng)驗,來對土木結(jié)構(gòu)的抗震能力及反應(yīng)狀況進(jìn)行分析,土木結(jié)構(gòu)設(shè)計人員要根據(jù)土木結(jié)構(gòu)的毀壞過程靈活的創(chuàng)新抗震設(shè)計方法,各個擊破的解決土木結(jié)構(gòu)設(shè)計所出現(xiàn)的一系列問題,在設(shè)計過程中不僅要考慮土木結(jié)構(gòu)的整體布局,還要兼顧銜接位置的構(gòu)造,以達(dá)到從根本上提高土木結(jié)構(gòu)的抗震性能。
2土木結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀
近幾年來建筑物的層數(shù)及其高度日益增加,出現(xiàn)了許多的新式框架結(jié)構(gòu)包括筒體剛性結(jié)構(gòu),多筒嵌套結(jié)構(gòu)及巨型結(jié)構(gòu)等,高層土木結(jié)構(gòu)的抗震性能,承載能力,材料耗費量,造價高低,與其自身采用何種結(jié)構(gòu)有著直接的聯(lián)系,不同的土木結(jié)構(gòu)體系,適用于不同高度,使用功能的建筑物。在土木結(jié)構(gòu)的設(shè)計之初,水平力對其的影響最大,尤其是在地震的高發(fā)地區(qū),剪切力承重墻結(jié)構(gòu)因為其施工周期短,剛度大,抗震性能優(yōu)越在土木結(jié)構(gòu)設(shè)計中廣泛的應(yīng)用。此外懸挑和懸掛結(jié)構(gòu)在土木結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用較少,是因為土木領(lǐng)域?qū)ζ浞治鲅芯坎粔驕?zhǔn)確深入。
2.1土木結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點
在一定的建設(shè)用地中,建造層數(shù)較多的建筑可以容納更多的居民,土木結(jié)構(gòu)要承載建筑物自身及附屬物的全部重量,對于層數(shù)較少的土木結(jié)構(gòu)僅需要承載上述的重量,但是層數(shù)較多的土木結(jié)構(gòu)承載除了上述的重量外,還需要承載風(fēng)力等自然因素的水平力,這就要求土木結(jié)構(gòu)具有較強的抗側(cè)力,在高層的土木結(jié)構(gòu)設(shè)計中,對抗側(cè)力應(yīng)放第一位,水平荷載其次。對于高度一定的土木結(jié)構(gòu),風(fēng)荷載和地震的共同作用會隨著土木結(jié)構(gòu)抗震性的不同而又明顯差異。
2.2土木結(jié)構(gòu)抗震要求更加苛刻
在土木結(jié)構(gòu)設(shè)計之初對其抗震性作出要求時,要顧及到其正常使用時的承載能力,還要使土木結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的抗震能力,這樣才可以使土木結(jié)構(gòu)遇小震不壞,大震不倒。對土木結(jié)構(gòu)延性的計算是一項繁瑣的工作,唯一簡單的方式是通過土木結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施來預(yù)算。在高層土木結(jié)構(gòu)的設(shè)計中,為了使其結(jié)構(gòu)有良好的延性,其結(jié)構(gòu)構(gòu)件的規(guī)格,材料及配筋率有著嚴(yán)格的要求,此外,土木工程結(jié)構(gòu)的剪力墻的橫截面積往往很大,所以在土木結(jié)構(gòu)的設(shè)計中其變形是不可忽略的。
3土木工程建筑的主要抗震措施
土木工程的抗震設(shè)計,指的是對建筑的地基進(jìn)行特殊的處理,對建筑的不同結(jié)點設(shè)置抗震措施,對建筑的薄軟部分進(jìn)行防震處理。在本文中,筆者根據(jù)土木工程建筑中抗震技術(shù)類型,并且結(jié)合大量的資料,提出了幾點具體的土木工程建筑的抗震措施,筆者根據(jù)技術(shù)方向的不同,對防震措施進(jìn)行了以下幾點的分類。
3.1在土木工程的地基中使用特殊的防震材料
使用隔震材料對土木工程建筑進(jìn)行隔震處理,指的是主要對土木工程建筑的地基進(jìn)行抗震處理,降低地震發(fā)生時強大的地震能量對建筑物造成的損害。在傳統(tǒng)的方法中,主要是在建筑地基的底部鋪設(shè)上砂子和黏土等等,在一定的程度上降低了地震的負(fù)面影響。近年來,隨著我國在建筑事業(yè)上不斷加大投資,有關(guān)部門在土木工程建筑防震上已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展,就比如在建筑地基處鋪上一層瀝青,減震的效果相比于砂子或黏土更好。在建筑物的圍欄,墻體等等材料的選用上,盡可能的選取材質(zhì)比較輕的材料,降低地震來臨時的危害。
3.2在建筑物的結(jié)點處設(shè)置隔震裝置
在土木工程關(guān)鍵的結(jié)點處設(shè)置特殊的隔震材料,降低地震來臨時的危害。地震在發(fā)生的時候,能量是呈不斷上升趨勢的,會從建筑的底部傳遞到建筑的頂部。而在建筑物的結(jié)點上,設(shè)置隔震裝置,對極大的影響地震能量的傳遞效率,但是這種隔震裝置不適合高層建筑使用,因為高層建筑使用這種裝置會加強樓層的自震周期,起到的效果不大,所以這種在建筑的結(jié)點處設(shè)置的隔震措施只適合一些樓層數(shù)少或者高度比較低的建筑。這種隔震措施在組成上也比較簡單,橡膠墊與混合隔震措施是比較常見的材料,隔震方法主要有摩擦隔震、粘性隔震、設(shè)置隔震支座等等,其中隔震支座能夠穩(wěn)定的支撐建筑物,并且具有一定的自我恢復(fù)力,在地震能量吸收上起到的作用比較大。
3.3土木工程建筑的設(shè)計走向
地殼運動是地震產(chǎn)生的主要原因之一,地震的發(fā)生與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系。所以施工單位在選擇建筑地址的時候,一定要對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境進(jìn)行考察,并且通過計算分析出當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時的可能走向,使建筑物的走向盡可能與地震的走向垂直。通過對汶川和玉樹地震的研究顯示,倒塌的建筑物中,與地震走向平行的較多,這就證明了與地震走向平行的建筑在地震發(fā)生時損害的程度比較大。
結(jié)束語
隨著我國在土木建筑行業(yè)上投入精力的增多,其地位也在不斷的上升。在土木工程建筑的設(shè)計中,實現(xiàn)建筑的穩(wěn)定和抗震性能也是當(dāng)前必須要重點關(guān)注的話題,所以相關(guān)部門要加強建筑行業(yè)抗震技術(shù)的關(guān)注度,促進(jìn)抗震技術(shù)進(jìn)一步應(yīng)用于土木工程建筑行業(yè)。
參考文獻(xiàn)
[1] 任宇霞,唐玉嬌,張靜等.淺談土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震研究[J].城市建設(shè)理論研究(電子版)
關(guān)鍵詞:土木工程;結(jié)構(gòu);抗震
中圖分類號:TU352文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:2095-9052(2016)0002-000496-01
一、土木工程中影響抗震的因素分析
1.傳統(tǒng)的抗震方式
首先,傳統(tǒng)的抗震理念是從長期積累的工程經(jīng)驗中總結(jié)出來的,不具備精確地可測量性和科學(xué)性,如此一來,得到的結(jié)果就帶有一定的局限性,是根據(jù)主觀意識和部分客觀意識得到的,所以需要不斷地進(jìn)行實驗考核。另外,即使通過理性分析得到結(jié)果,也只是定性而不是定量分析??拐鸾ㄖ脑O(shè)計被強加以法定意義上的不可逾越性,給土木工程設(shè)計人員造成一定的工作局限性。
2.結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本點
在建筑設(shè)計的過程中,要想使材料靈活運用,就需要結(jié)構(gòu)上的形狀簡練,簡單的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以更加清晰的對建筑物的每個部件進(jìn)行分析,提升數(shù)據(jù)的精確性。其次是豎向結(jié)構(gòu)的設(shè)計,如何更加均勻是要著重注意的,保證建筑物不會因為遭受猛然的外力襲擊而發(fā)生改變。再就是整體設(shè)計的合理性,建筑物的根基最為重要,若底部的承重能力差,那么各部件的牢固性將減弱,使得重心偏離根基點。
二、如何加強土木結(jié)構(gòu)的抗震能力
1.建設(shè)過程中的場地選擇
建筑設(shè)計之前的必要環(huán)節(jié)就是選擇場地。在進(jìn)行調(diào)查工作時,關(guān)于整塊地域的地形地貌也要加以了解,有些地層曾發(fā)生過斷裂、凹陷的情況,應(yīng)適當(dāng)避開,確保建筑工程中的抗震效果。若部分凹凸不平的地域無法躲避,要進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)防措施,對不良路段加固防護。
2.建設(shè)材料及建設(shè)結(jié)構(gòu)的選擇
材料的選擇從一定程度上決定整個土木工程設(shè)計的抗震性能。在設(shè)計的初始階段要針對不同的材料進(jìn)行仔細(xì)研究,以及材料的質(zhì)量對整個建筑物的影響。通常意義上說,要致使少量材料的損壞對整個抗震效果并無影響,避免出現(xiàn)依賴單一材料進(jìn)行設(shè)計的情況。除此之外,工程運作前的設(shè)計簡圖也是重中之重,圖紙應(yīng)明確地表現(xiàn)材料發(fā)的作用、建筑物的抗震能力和重量承載力。結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中注意整體的結(jié)構(gòu)強度,采取具體可行的加固方式,提升建筑物的抗震能力。
3.工程設(shè)計的高度選擇
在生活中,不管何種工程的實施都需落實在一定的高度基礎(chǔ)上,工程設(shè)計的高度選擇對于提升建筑的抗震性具有十分重要的意義。據(jù)實際情況調(diào)查得出,地震在發(fā)生的過程中,高度與地震帶來的危害成正比,即高度越高危險性越大,破壞越嚴(yán)重。所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中也要考慮建筑物的高度,與合理的設(shè)計相輔相成,提高工程的穩(wěn)定性。
三、抗震概念的普遍規(guī)律
1.里應(yīng)外合
在地震發(fā)生的時候,外部因素的作用力強于內(nèi)部。泥土滑坡、地層斷裂等情況造成建筑物相應(yīng)的損壞,所以在進(jìn)行工程設(shè)計時,判斷所處地域的地層相當(dāng)重要。地震運動會使房屋倒塌,建筑物根基晃動,造成人員傷亡。外部作用首先是軟土地域的缺陷。軟土在地震發(fā)生時會擴大震源,深陷土底致使工程整體向內(nèi)歪斜。其次是液化的泥土,地震時的液化會導(dǎo)致地面表層的噴水,根基的泥土完全失去作用力,因此我們應(yīng)重視建筑物的選址。內(nèi)部原因主要指合理選擇建筑結(jié)構(gòu),重視建筑物的平面對稱,提高抗震能力,各內(nèi)部構(gòu)造與樓板無縫連接。
2.剛?cè)岵?/p>
每件事都具有兩面性,這一概念同樣在土木工程設(shè)計中適用。在構(gòu)件的使用中,應(yīng)注意剛硬部件與柔軟部件的結(jié)合,構(gòu)成整體的零件不同,每塊零件的剛度優(yōu)劣也不盡相同,在地震發(fā)生時,剛度較弱的地層會首先發(fā)生破壞現(xiàn)象。所以在建筑構(gòu)件的設(shè)計中也應(yīng)注意相互妥協(xié),滿足工程結(jié)構(gòu)的整體統(tǒng)一。
四、抗震設(shè)計中的具體措施
1.提高建筑物承載力
如今,我國的抗震目標(biāo)主要為“小震不壞、大震不倒”,這就需要土木工程的設(shè)計能提高抗震能力,保證整體結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)機制。多道防線在抗震過程中發(fā)揮著重要作用,其原理是:使性能較好的建筑部件首先發(fā)揮抗震作用,盡量減小薄弱構(gòu)件的抗震作用力。
2.重視整體結(jié)構(gòu)選型
上文中提到結(jié)構(gòu)對于抗震性能有重要作用,在此我們根據(jù)系統(tǒng)科學(xué)的方法提高建筑物在地震來臨時的抗倒塌性能。從建筑物的結(jié)構(gòu)整體來說,提升抗震效果并不一定要花費大量資金提高承載力儲備,也可以通過設(shè)計合理的部件關(guān)系來鞏固建筑,利用各部件之間的相互作用形成有層次的受力整體。
五、結(jié)語
為了提高土木工程抗震課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果,文章首先分析了土木工程抗震當(dāng)前教學(xué)中存在的問題,然后從教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等方面介紹了課程教學(xué)改革措施。教學(xué)實踐證明,通過對土木工程抗震課程進(jìn)行教學(xué)改革,能夠更好地促進(jìn)教師提高教學(xué)水平,提高課堂教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:
土木工程抗震;教學(xué)改革;教學(xué)實踐;教學(xué)方法
地震是一種突發(fā)的自然災(zāi)害,是地球內(nèi)部構(gòu)造運動的結(jié)果。地球上每年發(fā)生的地震約500萬次,其中有感地震約15萬次,造成嚴(yán)重破壞的地震約20次。中國是一個多地震國家,地震發(fā)生的區(qū)域范圍廣、強度大。20世紀(jì)全世界發(fā)生過20多次7級以上的大地震,死亡100多萬人。1920年中國海原8.5級地震死亡20萬人;1976年中國唐山7.6級地震死亡24萬人,16萬人傷殘,財產(chǎn)損失30億元以上,名列20世紀(jì)世界地震史死亡人數(shù)之首;2008年中國汶川8.0級地震造成約7萬人死亡,約37萬人受傷,約1.8萬人失蹤,直接經(jīng)濟損失8452億元,是以來破壞力最大的地震,也是繼唐山大地震后傷亡最慘重的一次。為了減輕建筑的地震破壞,減輕人員傷亡,減少經(jīng)濟損失,將損失降低到最小程度,土木工程專業(yè)技術(shù)人員需要掌握有關(guān)抗震的知識,對結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計。
一、土木工程抗震課程教學(xué)中存在的問題
土木工程抗震是土木工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課,土木工程專業(yè)學(xué)生學(xué)好這門課將會受益匪淺,但是現(xiàn)狀卻不令人滿意。目前在本科教學(xué)中,該課程課時一般在40學(xué)時左右,課時相對較少,但該課程涉及到的內(nèi)容又較多,主要涉及到結(jié)構(gòu)動力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計、砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計、鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計、工業(yè)廠房抗震設(shè)計、橋梁工程抗震設(shè)計等。該課程一般安排在第六學(xué)期或第七學(xué)期,這一時期是學(xué)生忙于研究生考試復(fù)習(xí)和找工作階段,一部分學(xué)生身在課堂但心在別處,往往心不在焉,學(xué)生學(xué)習(xí)該課程積極性不高。如何在有限的教學(xué)課時內(nèi)完成教學(xué)任務(wù),提高課堂教學(xué)效果,對教師來說是一大挑戰(zhàn)。土木工程抗震課程教學(xué)改革的目的是在有限的課時內(nèi)提高該課程的教學(xué)質(zhì)量,增強學(xué)生對土木工程專業(yè)課程的興趣,以培養(yǎng)既掌握專業(yè)所要求的知識和技能,又熟悉相關(guān)專業(yè)知識的較全面型人才[1]。
二、土木工程抗震課程教學(xué)改革采取的措施與實踐
近年來,作者結(jié)合自身的教學(xué)實踐,積極進(jìn)行土木工程抗震課程教學(xué)改革,在教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等方面進(jìn)行了一些有益的改革與實踐,取得了良好的教學(xué)效果。
(一)上好緒論課,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)土木工程抗震的興趣緒論課是土木工程抗震的開篇,作為教師來說應(yīng)高度重視緒論課的教學(xué)。因為緒論課是學(xué)生了解土木工程抗震這門課的窗口。緒論課上得好不好對整個課程的教學(xué)成功與否至關(guān)重要。通過緒論課的學(xué)習(xí),要讓學(xué)生對土木工程抗震這門課有一個大致的了解,深刻理解學(xué)習(xí)這門課的目的是什么,為什么要學(xué)習(xí)這門課,這門課對土木工程專業(yè)學(xué)生來講起多大的作用,使學(xué)生深切地感受到土木工程抗震這門課的重要性,使學(xué)生深刻認(rèn)識到現(xiàn)在不學(xué)好土木工程抗震方面的知識,將來在實際工作中萬一出現(xiàn)失誤,有可能造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失,提高學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的自覺性、主動性和積極性。怎樣才能上好緒論課呢?作者認(rèn)為不妨采用多媒體條件下的案例教學(xué)法[2]。多媒體案例教學(xué)通過采用大量真實、典型的案例和大量的圖片資料,使教學(xué)更加直觀、形象。例如將汶川地震的相關(guān)資料引入課堂,“2008年5月12日14時28分04秒,在四川省阿壩藏族羌族自治州汶川縣發(fā)生里氏8.0級地震,震源深度14公里,震中烈度11度,地震持續(xù)時間約為2分鐘,地震造成69227人遇難,374643人受傷,17923人失蹤,直接經(jīng)濟損失8452億元?!蓖ㄟ^上述資料,可以啟發(fā)學(xué)生認(rèn)真思考以下問題:(1)為什么這次地震稱為汶川地震,引出“震中”這個概念;(2)里氏8.0級地震是怎么測定的,引出“里氏震級”概念和震級的測定方法;(3)從“震源深度14公里”可以引出“震源深度”這個概念,根據(jù)震源深度地震可以劃分為哪些類型,汶川地震屬于哪一個類型。在緒論中給學(xué)生講述地震災(zāi)害時,可以通過多媒體將汶川地震造成的震害分類給學(xué)生顯示出來。在給學(xué)生演示汶川地震所造成的災(zāi)害時,啟發(fā)學(xué)生思考為什么會造成這樣的破壞,通過這些破壞現(xiàn)象,我們能否從中發(fā)現(xiàn)一些地震破壞規(guī)律,在今后的設(shè)計中我們可以采取什么樣的措施來減輕這些震害。
(二)多媒體與板書相結(jié)合,提高課堂教學(xué)效果在進(jìn)行土木工程抗震課程教學(xué)中,盡可能采用多媒體與板書相結(jié)合的方式提高課堂教學(xué)效果。一方面采用多媒體教學(xué)具有形象、生動、直觀、易于理解優(yōu)點。土木工程抗震課中,一些內(nèi)容適合采用多媒體教學(xué),例如地震災(zāi)害(主要包括地表破壞、工程結(jié)構(gòu)破壞、次生災(zāi)害、人員傷亡等),采用多媒體教學(xué)可以直觀地把災(zāi)害顯示給學(xué)生,學(xué)生從地震災(zāi)害圖片中也更容易理解和掌握有關(guān)地震造成的破壞。當(dāng)然,并不是任何問題都適合采用多媒體教學(xué)。土木工程抗震課中有些內(nèi)容適合采用板書教學(xué),比如給學(xué)生講解振型分解反應(yīng)譜法和底部剪力法算例時,采用板書教學(xué)更合適些。這樣的算例采用板書教學(xué)可以給學(xué)生留有足夠的時間思考、琢磨和消化,讓學(xué)生更容易掌握振型分解反應(yīng)譜法和底部剪力法的計算步驟,知道采用上述方法計算地震作用時需要哪些步驟。因此,對于該課程來說,最好的教學(xué)手段是多媒體與板書相結(jié)合,優(yōu)勢互補,提高課堂教學(xué)效果。此外,在土木工程抗震的課堂教學(xué)中,作者嘗試采用雙語教學(xué)[3]。將課堂上易于用英語表達(dá)清楚的內(nèi)容做成英語課件,一些專業(yè)詞匯用英語來表達(dá)。在近幾年的雙語教學(xué)實踐活動中,作者發(fā)現(xiàn)采用雙語授課在一定程度上能夠幫助學(xué)生理解專業(yè)知識。但是采用雙語教學(xué)也存在較大的難度,最大的難度在于沒有合適的符合《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2010)的英語教材。
(三)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,適應(yīng)新的教學(xué)要求土木工程抗震教學(xué)內(nèi)容可以分為“基礎(chǔ)篇”和“應(yīng)用篇”兩部分[1]?;A(chǔ)篇是土木工程抗震基礎(chǔ)知識,主要包括地震基礎(chǔ)知識,土木工程抗震概念設(shè)計,場地、地基和基礎(chǔ),地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗算,結(jié)構(gòu)隔震與消能減震等內(nèi)容。在進(jìn)行基礎(chǔ)篇講解時,應(yīng)重點講授基本概念和原理,注重基本概念和基本原理的講解。土木工程抗震概念設(shè)計是根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗等所形成的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想,進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程??拐鸶拍钤O(shè)計在整個土木工程抗震設(shè)計中占有重要位置,它貫穿于整個工程設(shè)計過程中,從一定意義上說,它比抗震計算更為重要,原因在于地震具有很強的不確定性、隨機性等,想要精確進(jìn)行抗震計算比較困難。要想使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能,很大程度上取決于良好的概念設(shè)計,有必要加強學(xué)生抗震概念設(shè)計的能力。應(yīng)用篇是抗震設(shè)計原理在不同結(jié)構(gòu)形式中的具體應(yīng)用,主要包括混凝土結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計、砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計、鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計、單層工業(yè)廠房抗震設(shè)計、橋梁工程抗震設(shè)計等。該部分內(nèi)容應(yīng)根據(jù)不同的專業(yè)方向有重點地講解其中的內(nèi)容,做到因?qū)I(yè)方向而異,根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式特點重點從抗震概念設(shè)計、抗震計算和抗震構(gòu)造措施等方面進(jìn)行講解,拓寬學(xué)生的專業(yè)知識,使其學(xué)會靈活運用工程專業(yè)知識解決工程實際問題的能力。
(四)將最新科研成果融入課堂教學(xué)中在講授土木工程抗震課程時,作者結(jié)合自身的科研工作專門抽出時間,給學(xué)生進(jìn)行有關(guān)抗震的專題講座,例如進(jìn)行基于性能的抗震設(shè)計專題講座、基礎(chǔ)隔震設(shè)計專題講座、振動控制專題講座等,將最新的科研成果融入課堂教學(xué)中。進(jìn)一步加強科研與教學(xué)的結(jié)合,及時將最新科研成果引入到課堂教學(xué)中,盡可能發(fā)揮科研對教學(xué)的支撐和反哺作用。
三、結(jié)語
土木工程抗震課程課時少,內(nèi)容多,具有較強的綜合性。作者通過對該課程在教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等方面的教學(xué)改革與實踐,在一定程度上提高了課堂教學(xué)效果,在激發(fā)學(xué)生使命感的同時,增強了其主人翁意識。當(dāng)然,課程教學(xué)改革永無止境,還有許多地方需要進(jìn)一步完善,達(dá)到進(jìn)一步提高課堂教學(xué)效果的目的。
參考文獻(xiàn):
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[2]梁炯豐,易萍華,何春鋒.多媒體條件下案例教學(xué)法在建筑抗震設(shè)計中的應(yīng)用[J].高等建筑教育,2009,18(1):134-136
關(guān)鍵詞:土木工程;結(jié)構(gòu);地震反應(yīng);分析方法
中圖分類號:TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
1、引言
隨著經(jīng)濟設(shè)計的發(fā)展,土木工程行業(yè)取得了很大的發(fā)展,土木工程在整個國民生產(chǎn)過程中扮演著很重要的角色,為人們的生產(chǎn)和生活做出了很大的貢獻(xiàn)。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性和經(jīng)濟性是對設(shè)計最核心的要求,在市場經(jīng)濟環(huán)境下,為了安全性而一味追求結(jié)構(gòu)的性能將無限制的擴大成本消耗,就會造成工程盈利能力的下降,顯然不利于企業(yè)和市場的發(fā)展,相反只追求經(jīng)濟性不顧安全也是不可取的,因此,結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)做到安全和經(jīng)濟的和諧統(tǒng)一。當(dāng)代土木工程抗震的研究已經(jīng)進(jìn)入到了一個新的階段,人們對位移、能量等對建筑的影響進(jìn)行了深入的研究,在上個世紀(jì)的末期學(xué)者對地震的研究中提出了性能抗震的設(shè)計方式,即土木減震結(jié)構(gòu)在設(shè)計中滿足使用功能外,利用不同的位移指標(biāo)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能調(diào)整,從而產(chǎn)生抗震效果。此種結(jié)構(gòu)設(shè)計實際上就是對地震破壞進(jìn)行定量或者半定量的控制,對地震的反應(yīng)和損傷程度進(jìn)行評價與預(yù)防,使其在預(yù)期的控制范圍,從而在最經(jīng)濟的條件下控制地震造成的負(fù)面影響,其不僅僅可以保證生命安全也可以從性能目標(biāo)上對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制。目前結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計的方法有:承載力、位移分析、能量設(shè)計等,這些設(shè)計方式所考慮的基礎(chǔ)不同也就形成了不同的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計結(jié)果。
2、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題分析
2.1、結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念
結(jié)構(gòu)設(shè)計是結(jié)構(gòu)防止破壞倒塌的能力保障安全,是結(jié)構(gòu)工程最重要的質(zhì)量指標(biāo),結(jié)構(gòu)工程的安全性主要決定于結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工水準(zhǔn),也與結(jié)構(gòu)的正確使用(維護、檢測)有關(guān)。土木工程的設(shè)計和施工在整個建筑過程中占據(jù)著重要的地位,土木工程的施工質(zhì)量嚴(yán)重影響了整個建筑的施工水平,在建筑領(lǐng)域,施工的質(zhì)量和安全性問題永遠(yuǎn)是人們關(guān)注的熱點話題,土工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個施工過程的基礎(chǔ),需要引起極大的重視。從目前形勢來看,我國建筑部門關(guān)于土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的安全管理水準(zhǔn)較低,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國際要求水平,工程事故發(fā)生的概率偏高,在重大災(zāi)禍中往往會發(fā)生巨大的損失。分析我國的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計可以發(fā)現(xiàn),我國工程設(shè)計規(guī)范很欠缺,工程牢固性差,結(jié)構(gòu)構(gòu)件沒有足夠的承載能力,在整個建筑中,結(jié)構(gòu)的整體牢固性是建筑安全的保障,是土木建筑工程結(jié)構(gòu)的安全設(shè)計的第一要考慮的問題,是安全設(shè)計應(yīng)具備的最基本的能力,結(jié)構(gòu)的整體牢固性還關(guān)系著工程的質(zhì)量和使用壽命。我國土木工程起步較遠(yuǎn),相關(guān)的技術(shù)水平還跟不上國際步伐,整個行業(yè)的發(fā)展比較落后。
2.2、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題
(1)安全性不夠
建筑質(zhì)量問題和施工安全問題永遠(yuǎn)是人們關(guān)注的熱點話題,也是土木工程領(lǐng)域必須思考的問題,目前,我國土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性得不到保障,安全性較低。土木工程結(jié)構(gòu)的安全性主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全性、安全系數(shù)范圍的定位、結(jié)構(gòu)工程的整體牢固性與結(jié)構(gòu)工程的耐久性等幾個方面,由于我國土木工程起步晚,發(fā)展相對比較落后,在這些方面的安全規(guī)范設(shè)計要求比較低,這樣往往就會造成實際施工難以完全完成結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求,從而降低整個建筑工程的質(zhì)量。
(2)整體牢固性差
土木工程建筑設(shè)計施工在保證施工質(zhì)量和施工安全的同時,還要保證整個土木建筑的整體牢固性,結(jié)構(gòu)的整體牢固性是結(jié)構(gòu)出現(xiàn)某處的局部破壞而不至于導(dǎo)致大范圍連續(xù)破壞倒塌的能力,是土木工程建筑應(yīng)該具備的最基本的能力。土木工程建設(shè)完工后的產(chǎn)物要符合人們的要求,要能夠經(jīng)受住風(fēng)霜雨雪,對于有特殊用途的建筑,還要采用相關(guān)的設(shè)計方法優(yōu)化建筑的性能。結(jié)構(gòu)的整體牢固性主要依靠結(jié)構(gòu)良好的延性和必要的冗余度,這樣的結(jié)構(gòu)可以減少建筑在面對災(zāi)害時形成的損傷。目前,我國土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體牢固性差,應(yīng)對災(zāi)害的能力低下,往往會造成很大的損失。
2.3、土木工程結(jié)構(gòu)抗震性能原理分析
目前的土木工程抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計實際上就是對地震破壞進(jìn)行定量或者半定量的控制,對地震的反應(yīng)和損傷程度進(jìn)行評價與預(yù)防,使其在預(yù)期的控制范圍,從而在最經(jīng)濟的條件下控制地震造成的負(fù)面影響,其不僅僅可以保證生命安全也可以從性能目標(biāo)上對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制。其控制可以從土木工程的經(jīng)濟性上進(jìn)行控制,即出現(xiàn)損壞時降低其使用功能與恢復(fù)的費用,將損失控制在最小。
當(dāng)前結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計的方法有:位移分析、承載力、能量設(shè)計等,這些設(shè)計方式所考慮的基礎(chǔ)不同也就形成了不同的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計結(jié)果?;诔休d力的設(shè)計已經(jīng)成為了國際規(guī)范采用的主要設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。能量設(shè)計則是在上個世紀(jì)中期被提出,提出結(jié)構(gòu)和內(nèi)部設(shè)施被破壞的程度是由地震所產(chǎn)生的輸入能量與結(jié)構(gòu)消耗能量共同作用而形成最終的破壞結(jié)果,此方法可以直接對結(jié)構(gòu)損壞情況進(jìn)行評估,但是參數(shù)的選擇則比較困難,因為無法選定一個相對固定的標(biāo)準(zhǔn),因此使用起來較為困難。
3、土木工程結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析方法
地震作用理論主要研究地震時地面運動對結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生的動態(tài)效應(yīng),結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)是由地震動力和結(jié)構(gòu)動力特性兩個方面決定的,因此,地震反應(yīng)分析方法的發(fā)展是隨著人們對這兩方面的認(rèn)識逐漸深入而提高的,目前世界各國的土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范中普遍采用的是確定性地震反應(yīng)分析方法。
3.1、非線性時程分析方法
時程分析法興起于20世紀(jì)40年代,用于進(jìn)行超高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震分析和工程抗震研究等,到80年代,已經(jīng)成為很多國家抗震設(shè)計規(guī)范和抗震研究工作的分析方法之一,動態(tài)時程分析法是結(jié)構(gòu)在地震動作用下的響應(yīng)時程,可詳細(xì)了解結(jié)構(gòu)在整個地震持續(xù)時間內(nèi)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)過程,同時反應(yīng)出地震動的振幅、頻譜及持續(xù)時間內(nèi)對結(jié)構(gòu)的影響,時程分析通過結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力的變化及構(gòu)件逐步開裂可求出彈性和非彈性階段的結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形,這時結(jié)構(gòu)的薄弱部位的位移即將達(dá)到最大值,從而造成結(jié)構(gòu)的最終破壞,直至倒塌的全過程,動態(tài)時程分析方法是隨著強震記錄的增多和計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用而迅速發(fā)展起來的以研究結(jié)構(gòu)抗震的一種分析方法,動態(tài)時程分析理論考慮了反應(yīng)譜不能計算結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件在每個時刻的地震反應(yīng)包括內(nèi)力和變形等,對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系,振型密集以及結(jié)構(gòu)受到強烈地震時發(fā)生非線性反應(yīng)的情況下,能夠更真實地反映出結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng),從而能更精確細(xì)致地反映出結(jié)構(gòu)的薄弱部位,因此采用動態(tài)時程分析理論進(jìn)行地震反應(yīng)分析和抗震設(shè)計成為在抗震領(lǐng)域比較常用的一種分析方法,但是,動態(tài)時程分析方法計算量比較大,耗時多,建立模型復(fù)雜,而且需要對計算結(jié)果進(jìn)行整理做統(tǒng)計分析等。
3.2、高層建筑土一結(jié)構(gòu)相互作用地震反應(yīng)分析方法
現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計規(guī)范中采用的抗震設(shè)計方法是以剛性地基假定為前提的,即在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析時,采用剛性地基假設(shè),用一維場地模型計算地面運動的時程反應(yīng)或反應(yīng)譜,將它們作為結(jié)構(gòu)基底的地震動輸入。這種方法比較簡單易行,且對地基的剛度比上部結(jié)構(gòu)大得多的情況是近似合理的。但對重大建筑物,如高層建筑這種高、大、重的結(jié)構(gòu)體系,土與結(jié)構(gòu)之間的相互作用非常明顯,上部結(jié)構(gòu)通過基礎(chǔ)對地基土體的反作用會改變地基土體的地震動和地面地震動隨時間的變化過程。特別是在特殊場地條件下,如軟土、盆地等,長周期地震動幅值的放大效應(yīng)會對周期較長的高層建筑產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此,人們發(fā)現(xiàn)這種剛性地基假定在一些情況下是不符合實際情況的。由于三維土-結(jié)構(gòu)相互作用分析的復(fù)雜性和巨大的計算量使其難以在實際中應(yīng)用,而質(zhì)點串模型又過于簡單,所以在很多的研究中,必須根據(jù)高層建筑上部結(jié)構(gòu)、地基及基礎(chǔ)的受力特性建立一種高層建筑土-結(jié)構(gòu)相互作用分析模型及方法,即結(jié)構(gòu)相互作用平面分析方法,對高層建筑地震反應(yīng)影響和抗震設(shè)計方法提供了分析手段。
4、結(jié)束語
隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展,人們的思維觀念在不斷改變,土木工程為人類的生產(chǎn)和生活做出了巨大貢獻(xiàn),在當(dāng)今形勢下,土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計改良勢在必行,本文對目前普遍采用的土木工程結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析方法作了總結(jié),通過總結(jié)整理出土木工程結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析方法的主要特點。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】土木工程;設(shè)計
中圖分類號:S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
一、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性
(1)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計是關(guān)系到整個建筑的質(zhì)量與安全的關(guān)鍵,尤其是土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性已經(jīng)成為土木工程考慮的首要因素。現(xiàn)代社會,建筑行業(yè)蒸蒸日上的發(fā)展對于建筑的質(zhì)量與安全的要求越來越嚴(yán)格,因此,要保證土木工程的質(zhì)量與安全,必須要重視土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性。
(2)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)系到施工單位施工水平的高低。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計是工程的前期準(zhǔn)備,也是關(guān)鍵所在,前期設(shè)計工作質(zhì)量不高,將會導(dǎo)致后期的施工過程不能順利進(jìn)行,嚴(yán)重的會引起施工中的不安全事故的發(fā)生,威脅到了施工人員的生命安全,并增加了建筑成本,影響到整個建筑的質(zhì)量水平。
(3)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計也關(guān)系到國家基礎(chǔ)事業(yè)的發(fā)展與人們的生命安全。土木建筑工程是國家的基礎(chǔ)事業(yè),關(guān)系到國家的整體發(fā)展情況,只有做好土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計,才能保證整個工程達(dá)到國家建筑業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。
二、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在問題的解決措施
(1)設(shè)計詳細(xì)的圖紙。土木結(jié)構(gòu)主要是體現(xiàn)在土木圖紙中,同時也是施工時的重要依據(jù)。一旦圖紙出現(xiàn)問題,就會影響到整個土木的施工。所以,設(shè)計土木圖紙的土木結(jié)構(gòu)設(shè)計師一定要認(rèn)真負(fù)責(zé)的按照規(guī)范完成,不能盲目的為了追求速度而將標(biāo)注省略。與此同時,在設(shè)計圖紙的過程中,對于所出現(xiàn)的復(fù)雜之處、細(xì)微之處要進(jìn)行詳細(xì)的標(biāo)注,以免在日后的土木工程施工過程中出現(xiàn)一些較為麻煩的情況。圖紙設(shè)計師在設(shè)計圖紙結(jié)束后,應(yīng)該進(jìn)行認(rèn)真的檢查,認(rèn)真的審核出圖紙中是否存在一些錯誤。如若有,則應(yīng)該及時的進(jìn)行改正,避免一些不必要的損失。
(2)設(shè)計內(nèi)力組合。內(nèi)力組合是工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震設(shè)計的關(guān)鍵點,要在調(diào)整結(jié)構(gòu)抗震系數(shù)的基礎(chǔ)上加以科學(xué)設(shè)計。在進(jìn)行抗震設(shè)計時,構(gòu)件材料的強度要大于未考慮抗震要求時的材料強度。若是以普通抗震設(shè)計材料強度對抗震系數(shù)加以計算,那么在實際工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計過程中要對系數(shù)加以調(diào)整。經(jīng)過全面的抗震系數(shù)調(diào)整,提高土木工程結(jié)構(gòu)的抗震能力。
(3)嚴(yán)格的遵循設(shè)計規(guī)范。在當(dāng)前土木業(yè)迅速發(fā)展的今天,如若想保證土木行業(yè)能夠健康發(fā)展,則要求土木商必須嚴(yán)格遵守土木行業(yè)方面的法律法規(guī),按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行活動。這就對土木結(jié)構(gòu)設(shè)計師提出了很高的要求,即作為一名土木結(jié)構(gòu)設(shè)計師,不但要認(rèn)真的學(xué)習(xí)設(shè)計的規(guī)章制度,也要按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計。以此來促進(jìn)建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計向著規(guī)范化的方向發(fā)展,避免在土木過程中發(fā)生一些安全問題。
三、提高土木工程結(jié)構(gòu)安全性的方法
(1)從管理上保證設(shè)計的安全性。房地產(chǎn)開發(fā)人員在選擇設(shè)計單位時,一定要選擇有保障、實力較強以及管理先進(jìn)的設(shè)計單位。因為這樣的設(shè)計單位一般具備豐富的設(shè)計經(jīng)驗,同時他們也具有先進(jìn)的管理理念,并且設(shè)計人員的專業(yè)素質(zhì)都較高。因此,這樣可以在設(shè)計中更好的提高設(shè)計質(zhì)量,以保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性。
(2)對相應(yīng)的理論進(jìn)行完善和提高。在設(shè)計中要對相應(yīng)的設(shè)計理論進(jìn)行完善和提高,即要求對一些概念性設(shè)計有比較深入的了解,并在此基礎(chǔ)上保持設(shè)計思路的清晰。所以,現(xiàn)在的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)成為了保證結(jié)構(gòu)安全性的主要設(shè)計思路。
(3)在設(shè)計中做到準(zhǔn)確全面。在設(shè)計中,應(yīng)該使用科學(xué)化和系統(tǒng)化的管理對整個結(jié)構(gòu)設(shè)計項目進(jìn)行細(xì)分,這樣有助于將設(shè)計的子項目逐一進(jìn)行完善和審核,也可以保證在設(shè)計中不會遺漏任何項目和計算內(nèi)容。然而,許多設(shè)計事故多是由于設(shè)計中某一項目或計算參數(shù)的遺漏造成的。因此,在設(shè)計中對整個過程進(jìn)行細(xì)致而嚴(yán)格的管理、監(jiān)控和審核就很有必要。
(4)注重對設(shè)計文件的說明。設(shè)計文件的說明主要是對施工人員的操作提供指示,設(shè)計者應(yīng)該注重說明的表述要既簡單又準(zhǔn)確,這樣才能使不同素質(zhì)施工人員都能了解設(shè)計的內(nèi)容。尤其在復(fù)雜的設(shè)計中更應(yīng)該注意文件的說明,以保證在施工中結(jié)構(gòu)的安全性和設(shè)計的安全預(yù)期方向一致。
四、設(shè)計人員應(yīng)加強業(yè)務(wù)水平,嚴(yán)格設(shè)計過程的管理
對土木工程的設(shè)計人員的選用,應(yīng)選擇綜合素質(zhì)高的,嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的,設(shè)計經(jīng)驗比較豐富且有責(zé)任感的人員,以保證其土木工程的設(shè)計質(zhì)量。并應(yīng)加強設(shè)計人員的理論學(xué)習(xí),尤其應(yīng)加強設(shè)計計算理論和方法的學(xué)習(xí),并熟練掌握,同時不斷更新知識體系,使自己所掌握知識和水平保持在這個領(lǐng)域的前沿水平。對于設(shè)計人員設(shè)計過的數(shù)據(jù),應(yīng)認(rèn)真核對。
在進(jìn)行建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)該要堅持安全第一的原則,只有以安全為前提促進(jìn)企業(yè)的全面發(fā)展,才能保證建筑設(shè)計和施工的經(jīng)濟性。提高設(shè)計人員的專業(yè)知識和能力,并要求遵守安全設(shè)計規(guī)范,同時提高土木工程設(shè)計人員識別質(zhì)量安全的能力,以確保每一個建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)的安全性。以建筑物的安全為基礎(chǔ),在此基礎(chǔ)上節(jié)約成本。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計是以保證建筑安全性和經(jīng)濟性為根本的,只有將二者綜合起來考慮,才能實現(xiàn)安全性和經(jīng)濟性的和諧統(tǒng)一。
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關(guān)鍵詞:土木工程;抗震技術(shù);發(fā)展應(yīng)用
1探討土木工程中抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計遵循的原則
1.1控制地震對建筑帶來的影響
在土木工程建設(shè)的過程中,相關(guān)人員需要對地震給建筑帶來的影響提起重視,并減少地震可能給建筑帶來的不利影響。部分工程會將隔離地震層設(shè)置在主體與建筑基礎(chǔ)之間,通過這樣的方式來實現(xiàn)減震的效果。相關(guān)人員應(yīng)該將抗震效果逐步加強,可以將“反擺”設(shè)置在建筑物的頂端,“反擺”在地震發(fā)生的過程中將相反作用力給予建筑移動的水平方向,從而使地震作用得以抵消,使地震帶來的作用效果不斷降低,進(jìn)而減輕了建筑物的內(nèi)部損壞程度。
1.2結(jié)構(gòu)形式簡單
相關(guān)人員在開展土木工程抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,應(yīng)該確保土木工程整體結(jié)構(gòu)相對簡單,并且能夠通過較為簡單的計算方式計算出建筑的結(jié)構(gòu)受力情況,從而為土木工程的抗震設(shè)計提供有力的數(shù)據(jù)支持。于簡單的土木工程結(jié)構(gòu)而言,其可以使地震對建筑物的損壞程度降低,并將土木工程的整體穩(wěn)定性進(jìn)行提高,進(jìn)而使建筑物的抗震性能得以保障。
1.3整體設(shè)計應(yīng)該合理、全面、科學(xué)
要想使土木工程的抗震性能得到有效提升,相關(guān)工作人員應(yīng)該對土木工程的實際情況進(jìn)行詳細(xì)分析,通過分析的結(jié)果對建筑物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃,使結(jié)構(gòu)設(shè)計不科學(xué)情況得以避免,從而降低了建筑物整體受損的幾率。相關(guān)人員在開展土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計時,還應(yīng)該對各方面的問題進(jìn)行充分考慮,并對結(jié)構(gòu)中每一連接件的功能進(jìn)行保障。在進(jìn)行蓋板、基礎(chǔ)、柱體以及樓蓋等位置的設(shè)計工作時,需要對各個部件之間的有效連接進(jìn)行保障,這樣不僅可以使土木工程結(jié)構(gòu)的剛度得到有效保障。還可以使土木工程結(jié)構(gòu)的抗震性能得以提高。
2土木工程中抗震技術(shù)必備的條件
2.1經(jīng)濟性需求分析
我國與西方發(fā)達(dá)國家的經(jīng)濟相比仍然存在較大的差距,在土木工程建設(shè)方面也是如此。因此,相關(guān)人員在設(shè)計建筑的過程中需要從我國的國情出發(fā)。于土木工程建設(shè)而言,加固施工不僅可以全面利用建筑基本框架,而且可以使建筑結(jié)構(gòu)的可靠度得到有效保障,使已有資源得到充分的利用與挖掘,進(jìn)而在投入縮小的基礎(chǔ)之上提高土木工程的使用功能。
2.2安全性需求分析
相關(guān)人員對國內(nèi)外的地震災(zāi)害事件進(jìn)行了分析得知,導(dǎo)致人員傷亡、財產(chǎn)損失的關(guān)鍵原因是建筑物的損毀以及倒塌?,F(xiàn)階段我國并沒有全面了解地震的相關(guān)知識,也難以對地震進(jìn)行全面、有效的預(yù)測,因此,相關(guān)人員在建設(shè)土木工程的過程中,只有通過加固土木工程提高其抗震性能來降低地震帶來的生命財產(chǎn)損失。部分建筑物建造的時間久遠(yuǎn),其在建設(shè)的過程中并沒有對抗震設(shè)防進(jìn)行充分考慮,或者抗震設(shè)防的分類標(biāo)準(zhǔn)并沒有達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),因此,致使早期的建筑物難以與現(xiàn)階段的抗震安全性需求相契合。此外,因為沒有充分考慮設(shè)計與施工、設(shè)計載荷增多等因素的影響,使部分建筑物存在一定的安全隱患。
2.3社會性需求分析
部分建筑物是長期中斷或者是不可中斷使用的,并且部分建筑物具備相應(yīng)的紀(jì)念價值,不能拆除重建,因此對這部分建筑而言只能進(jìn)行抗震加固。相關(guān)工作人員應(yīng)該對土木工程的結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析,進(jìn)而保證總體建筑項目的施工質(zhì)量,同時,還要對其符合社會需求進(jìn)行保障。
3略談土木工程結(jié)構(gòu)中抗震技術(shù)的發(fā)展與使用
3.1科學(xué)的選擇地基場地
相關(guān)人員在開展土木工程抗震設(shè)計時,需要對地基場地的選擇提起重視。在選擇土木工程地基場地的過程中,應(yīng)該對建筑地區(qū)地震的活躍情況進(jìn)行全面分析,掌控地震發(fā)生的時間、頻率等情況,并對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況進(jìn)行深入的勘察,在這基礎(chǔ)之上科學(xué)的評估與分析該地區(qū)的抗震設(shè)計等級。相關(guān)人員在選擇地基場地時,應(yīng)該保證地基場地處于有利的條件中,如果項目施工有特殊的要求選擇的地基場地處于不利條件當(dāng)中,就必須加固地基。除此之外,相關(guān)人員可以將地基場地選擇在密度較高的基土或者較多的巖石地區(qū),同時,還應(yīng)該對土木工程地基的抗震能力進(jìn)行保障。
3.2建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則特征需要提起重視
相關(guān)人員在開展土木工程施工時,為了增加土木工程的抗震能力,施工人員需要高度重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則特征。于土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計人員而言,應(yīng)該選擇較為簡單的抗側(cè)力結(jié)構(gòu),還應(yīng)對結(jié)構(gòu)的規(guī)律特征進(jìn)行保障。在施工的過程當(dāng)中,科學(xué)的分布建筑物的承載能力,可以有效保證建筑物的穩(wěn)定性以及堅固性。如果土木工程中并不具備規(guī)則的結(jié)構(gòu),在施工的過程中鋼心會與建筑結(jié)構(gòu)交叉,并且這種交叉情況較為嚴(yán)重,如果出現(xiàn)了地震災(zāi)害就會導(dǎo)致建筑物的構(gòu)造出現(xiàn)偏離,致使土木工程的穩(wěn)定性受到嚴(yán)重破壞。所以,土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計人員應(yīng)該重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則特征,進(jìn)而使建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則導(dǎo)致的損失情況得以避免。
3.3加固設(shè)計分析
第一點,如果土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計存在一些問題,設(shè)計人員可以適時的增加構(gòu)件的數(shù)量,并使土木工程的總體強度不斷加強,進(jìn)而提升建筑的總體控制能力;第二點,設(shè)計人員應(yīng)該將建筑承載性不斷加強,通過這樣的方式將土木工程的抗震性能不斷提高。設(shè)計人員可以擴增建筑物原截面,進(jìn)而加強建筑物的穩(wěn)固性。除此之外,如果建筑物的總體結(jié)構(gòu)與土木工程的抗震標(biāo)準(zhǔn)不符,設(shè)計人員可以針對具體情況調(diào)整建筑的總體結(jié)構(gòu),進(jìn)而實現(xiàn)分散地震作用力的效果,減輕地震災(zāi)害可能對建筑物造成的破壞。
3.4科學(xué)設(shè)計隔震項目和消能減震
于地震常發(fā)帶而言,土木工程在建設(shè)過程中必須具備相應(yīng)的抗震能力,此外,還應(yīng)該具備隔震能力與消能減震的能力。相關(guān)人員應(yīng)該對建筑物的情況進(jìn)行具體分析,根據(jù)建筑物實際情況確定建筑使用的隔震技術(shù),并在這基礎(chǔ)之上科學(xué)的選擇隔震支座,進(jìn)而增強建筑物的抗震能力。除此之外,研究人員應(yīng)該科學(xué)設(shè)計抗震及隔震構(gòu)建,并掌握建筑用材的延性,進(jìn)而使地震災(zāi)害帶來的危害逐漸降低。
3.5抗側(cè)力的體形優(yōu)化
相關(guān)人員在土木工程項目開展的過程中,如果選擇了剛性結(jié)構(gòu)方案,就可以降低地震災(zāi)害對建筑主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的破壞,并且建筑主體結(jié)構(gòu)發(fā)生變形的幾率相對較低。如果建筑結(jié)構(gòu)中存在超靜定,就會存在一定的塑性鉸,這也會降低地震對建筑造成的破壞程度。于建筑結(jié)構(gòu)而言,強度與穩(wěn)定程度成正比,也就是說強度越低穩(wěn)定程度越低。相關(guān)人員應(yīng)該將建筑結(jié)構(gòu)的屈服性進(jìn)行科學(xué)優(yōu)化,在結(jié)構(gòu)遭到破壞時應(yīng)該對總體的屈服機制進(jìn)行全面分析,并制定科學(xué)的屈服機制,不能簡單的依據(jù)樓層進(jìn)行制定。相關(guān)人員在設(shè)計土木工程的結(jié)構(gòu)時,應(yīng)該遵循以下幾點原則:強節(jié)弱桿、強壓弱拉、強柱弱梁、強剪弱彎,就是在選取橫向桿件時,應(yīng)當(dāng)對桿件的軸力進(jìn)行充分考慮,盡可能保證彎曲耗能,進(jìn)而實現(xiàn)加強總體構(gòu)建延性的效果。
關(guān)鍵詞:土木工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計;問題;對策
中圖分類號:TU318文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
一、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題
對于建筑結(jié)構(gòu)來說,其安全性和穩(wěn)定性是首先必須要進(jìn)行考慮的,對這些性能會產(chǎn)生影響的主要包括三個方面的內(nèi)容:施工的質(zhì)量,建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計以及建筑質(zhì)量指標(biāo),在使用過程當(dāng)中的情況也會影響到結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定。在我國目前的情況中,結(jié)構(gòu)設(shè)計方面存在很多的問題,相關(guān)的部門管理不夠嚴(yán)格,這將會直接影響到結(jié)構(gòu)的安全性能,進(jìn)而造成工程事故的產(chǎn)生,使得建筑企業(yè)遭受巨大的損失。我國相關(guān)的法規(guī)也還不是很健全,需要進(jìn)一步的完善,結(jié)構(gòu)設(shè)計的承載能力不足。同時結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和變形能力也不足,因此結(jié)構(gòu)在地震或者是爆炸中就很容易受到極大的損傷而倒塌,造成巨大的損失。但是如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計時進(jìn)行充分的考慮,使得結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和變形能力都比較強,那么結(jié)構(gòu)的損傷會小很多,不至于倒塌造成巨大的人員傷亡。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計在我國的起步比較晚,和國外的發(fā)達(dá)國家相比,還存在一定的差距,主要的問題包括以下幾個方面:
1、土木工程建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計中存在的問題
1.1承重柱截面高度設(shè)計過小
在很多的建筑物中對于抗震烈度的要求在六度的時候,很多的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員認(rèn)為六度沒有必要進(jìn)行防護措施,這樣更加利于受力分析。但是沒有防護的結(jié)果會導(dǎo)致承重柱的截面較小,在外界強加外力的作用下,會使柱與梁之間產(chǎn)生斷裂的現(xiàn)象,這樣就會對建筑施工造成嚴(yán)重的安全隱患,降低了建筑的耐久度,一旦有強烈的地面運動就可能會發(fā)生倒塌的事故,輕則建筑歪斜,重則人員的傷亡。
1.2磚混結(jié)構(gòu)中建筑工程構(gòu)造柱與承重柱混淆不清
土木工程磚混結(jié)構(gòu)建筑的構(gòu)造柱和梁配合設(shè)計,可以對防止墻體裂縫產(chǎn)生的良好效果,是提高房屋建筑抗震水平的重要舉措。實際上,設(shè)計人員混淆了構(gòu)造柱和承重柱的概念,將承重柱的設(shè)計方法直接套用到構(gòu)造柱設(shè)計當(dāng)中,沒有為構(gòu)造柱設(shè)置基礎(chǔ)。如構(gòu)造柱與承重柱混淆使用會降低墻體的約束作用,一旦有地震發(fā)生,構(gòu)造柱的強度不及承重柱就會使其中的薄弱環(huán)節(jié)遭到破壞,最終導(dǎo)致建筑的坍塌。在建筑的過程中構(gòu)造柱一般不另設(shè)基礎(chǔ),這就會造成承重能力比較薄弱,當(dāng)構(gòu)造柱當(dāng)做承重柱使用的時候,較大的負(fù)荷就會使支撐的部分發(fā)生裂縫,所以在設(shè)計的過程中設(shè)計人員一定要正確區(qū)分構(gòu)造柱與承重柱,根據(jù)自身的特點在適當(dāng)?shù)牡胤绞褂茫苊忮e誤使用帶來的安全隱患。
2、結(jié)構(gòu)設(shè)計牢固性差
安全是結(jié)構(gòu)工程最重要的質(zhì)量指標(biāo),結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工水準(zhǔn)在一定程度上決定了工程的安全性,所以結(jié)構(gòu)設(shè)計是防止破壞倒塌的重要保障,其中牢固性問題已成為工程結(jié)構(gòu)常見的質(zhì)量隱患,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
2.1工程設(shè)計規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)偏低,對結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全性、安全系數(shù)范圍的定位不明確;
2.2工程設(shè)計規(guī)范的整體牢固性差,在結(jié)構(gòu)工程設(shè)計時,設(shè)計人員或相關(guān)單位不重視設(shè)計,也缺少設(shè)置安全等級前的論證,因此造成的火災(zāi)、地震等人為破壞而造成的整體倒塌現(xiàn)象比較常見;
2.3土建結(jié)構(gòu)工程的耐久安全性差,而且缺少對結(jié)構(gòu)的正確使用與維護意識,對于鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕不重視,從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全事故的出現(xiàn),并造成了土建結(jié)構(gòu)的使用壽命嚴(yán)重縮短。
3、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計安全設(shè)置水準(zhǔn)偏低
我國土木工程質(zhì)量和安全性能不高的另一個原因是結(jié)構(gòu)設(shè)計安全設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)偏低,由此導(dǎo)致了工程安全規(guī)范方面的漏洞,致使安全設(shè)置規(guī)范難以發(fā)揮對工程設(shè)計的約束作用,工程質(zhì)量相對較低,較易造成安全事故的發(fā)生,損害了工程的建設(shè)效益,縮短了工程的使用年限。這些問題的出現(xiàn)都要歸因于我國土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計安全規(guī)范低于國外水平,由此導(dǎo)致施工的質(zhì)量難以達(dá)到國外土木工程施工質(zhì)量水平。由此要針對工程設(shè)計結(jié)構(gòu)安全設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)加以改善,從而以更高的要求來進(jìn)行土木工程的施工規(guī)范。
二、土木工程設(shè)計優(yōu)化策略
1、完善土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
針對土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題,要不斷完善各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),積極吸引國外先進(jìn)工程施工技術(shù),并根據(jù)我國實際情況加以創(chuàng)新。要針對土木工程設(shè)計安全設(shè)置不足的情況加以規(guī)范,提高各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),使土木工程的設(shè)計施工能夠提高一個層次,以更高的水平保證土木工程的質(zhì)量,防止安全事故的發(fā)生,保證工程的耐用性和效益水平的發(fā)揮。要結(jié)合工程設(shè)計規(guī)范和工程具體實際進(jìn)行分析,針對不科學(xué)的設(shè)計規(guī)范及時向主管部門反映,及時進(jìn)行修正,保證安全設(shè)置規(guī)范的科學(xué)性和合理性,保證擁有更高層次的土木結(jié)構(gòu)設(shè)計的出現(xiàn)。
2、確定構(gòu)件截面尺寸
土木工程需要嚴(yán)格控制截面尺寸的構(gòu)件,其主要有柱尺寸、梁尺寸、板尺寸三種,具體確定方法如下:
2.1柱尺寸。土木工程的結(jié)構(gòu)主體柱截面一般都相同,因此可以估算中柱的截面尺寸,然后估算出整個結(jié)構(gòu)恒荷載的標(biāo)準(zhǔn)值、活荷載標(biāo)準(zhǔn)值,混凝土軸心抗壓強度的設(shè)計值和柱軸力的設(shè)計值等;
2.2梁尺寸。以柱距為標(biāo)桿。如果柱距相同,則表示邊跨梁、中跨梁、邊柱聯(lián)系梁、中柱聯(lián)系梁等的截面尺寸一致;
2.3板尺寸。需要考慮限制板的撓度、裂縫寬度等因素對鋪設(shè)在板內(nèi)管線的影響。
3、內(nèi)力組合的設(shè)計
內(nèi)力組合是土木工程結(jié)構(gòu)承載力抗震設(shè)計的要點,它要求在調(diào)整承載力抗震系數(shù)的基礎(chǔ)上,組合框架梁的內(nèi)力。
3.1承載力抗震系數(shù)的調(diào)整
工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要求材料強度的設(shè)計值應(yīng)大于沒有考慮抗震要求時的材料強度設(shè)計值。如果采用非抗震設(shè)計的材料強度設(shè)計值進(jìn)行計算,則抗震設(shè)計需要對承載力抗震的系數(shù)進(jìn)行調(diào)整。通過綜合受彎梁、偏壓柱、受剪等的系數(shù)調(diào)整,提高結(jié)構(gòu)的承載能力。
3.2框架梁的內(nèi)力組合
梁承載力的設(shè)計控制截面,通常采用梁端和跨中的方式。當(dāng)?shù)卣鹱饔媒M合的時候,除了要利用梁端的抗負(fù)彎矩和剪力設(shè)計進(jìn)行界面的控制,還需要組合梁端的正彎矩。譬如土木工程結(jié)構(gòu)在使用期間,很有可能同時遇到兩種類型以上的可變荷載。為了減少結(jié)構(gòu)的不利效應(yīng),可以控制可變荷載效應(yīng)組合和永久荷載效應(yīng)組合,分別取值1.2和1.35;而如果效用有利于結(jié)構(gòu)設(shè)計,則效應(yīng)取值為1.0,傾覆、漂移、滑移等取值為0.9。
3.3跨間彎矩計算
結(jié)構(gòu)在恒載和活載作用下,可將近似取值跨間彎矩。并根據(jù)支座彎矩的調(diào)幅和平衡條件,計算得出相應(yīng)荷載。其中,需要涉及到的計算因素有梁端左右的彎矩、豎向荷載、地震力組合等。
4、安全性設(shè)計
在進(jìn)行安全設(shè)計時首先應(yīng)該注意的就是加強對設(shè)計人員的專業(yè)素質(zhì)的要求,讓其可以充分的掌握相關(guān)設(shè)計規(guī)范,結(jié)構(gòu)計算要熟練和準(zhǔn)確,理論知識要充分,同時培養(yǎng)良好的設(shè)計素養(yǎng)。這些都有待于設(shè)計人員不斷提高自身的專業(yè)素質(zhì),在工作中對自己嚴(yán)格要求。其次就是相關(guān)的設(shè)計單位需要進(jìn)行科學(xué)以及有效的管理,施工單位在選擇設(shè)計單位時需要選擇設(shè)計經(jīng)驗豐富,相關(guān)資質(zhì)等級較高的單位,這些單位的管理一般都比較的先進(jìn)。再者就是在進(jìn)行設(shè)計計算時需要細(xì)心,除了一般的要求的設(shè)計項目需要滿足設(shè)計要求之外,還需要認(rèn)真的檢查設(shè)計的每一個步驟是否有問題,因為一旦計算出現(xiàn)問題,整個設(shè)計都會受到影響,因此對于每一個數(shù)據(jù)都要認(rèn)真的進(jìn)行核實和校對。最后就是在進(jìn)行施工時需要對施工單位進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)督,保證施工是按照圖紙進(jìn)行的,在施工驗收階段,通過和施工單位配合,保證施工人員正確的理解施工圖紙,避免因為圖紙問題引起工程質(zhì)量問題,同時還應(yīng)該嚴(yán)格按照工程施工圖來進(jìn)行工程的驗收,以保證工程的質(zhì)量。
5、科學(xué)管理,定期檢測
土木工程的維護檢測對整個土木建筑的使用壽命和質(zhì)量息息相關(guān)。任何質(zhì)量事故,都是由量變到質(zhì)變的過程,因此我們需要定期對土木工程施工進(jìn)行全方位的安全檢測。第一,在檢測過程中還需相應(yīng)的監(jiān)督部門對檢測全程監(jiān)督,以此來督促工程單位以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對待檢測工作。第二,土木工程的牢固性在正常使用中,很難察悉問題,只有遇到嚴(yán)重災(zāi)害時問題才出現(xiàn),是因為小的隱患逐步擴散導(dǎo)致。所以,需要對土木工程做定期的維護檢測。
三、結(jié)束語
工程結(jié)構(gòu)越來越大型化、復(fù)雜化,超高層建筑、特大型橋梁、巨型大壩、復(fù)雜的地鐵系統(tǒng)不斷涌現(xiàn),滿足人們的生活需求,同時也演變?yōu)樯鐣嵙Φ南笳?。土木工程需要解決的根本問題是工程的安全,使結(jié)構(gòu)能夠抵抗各種自然或人為的作用力。因此,要采取切實有效的措施,提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的有效性,確保建筑工程的安全。
參考文獻(xiàn)
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