【摘 要】 抗震是建筑工程之中比較基本的性能,為了確保我國建筑工程的抗震性能,在結構設計之中需要做好建抗震設計,基于此,本文論述了土木結構之中抗震技術。
【關鍵詞】 土木工程;抗震;技術
引言:
進入二十一世紀以來,人們生活水平不斷提高,對土木工程施工質量提出了更高要求。在實際建設過程中,地震對土木工程施工建設產生著巨大的影響,一旦發(fā)生地震災害將造成嚴重的損失,加強土木工程結構抗震能力是建筑行業(yè)發(fā)展過程中必須解決的首要問題。
1、建筑結構抗震設計的理論內涵
建筑結構的抗震設計通過地震時對建筑結構的破壞,結合建筑結構工程長期實踐所積累的經驗,總結形成的一種基本的設計方法與設計思想,也是進行建筑與結構整體布置并且確定細部構造措施的一個過程。由于地震本身具有復雜性、不確定性和不可預測性,單就目前的科學技術發(fā)展程度來講,人們還不能準確預測地震的發(fā)生。建筑結構的空間作用、性質、材料,還有周圍環(huán)境所產生的變化等多種因素混合在一起將直接導致建筑結構的抗震設計的不穩(wěn)定和不確定性。因此,建筑結構的抗震設計除了要以計算結果為依據外,必要的理論基礎和經驗總結出的方式方法也是設計的根本支撐,這樣才能有效增加建筑結構的抗震效果。
2、影響土木工程抗震能力的因素
在實際施工過程中,土木工程受諸多因素影響其抗震能力有較大的波動性,掌握土木工程抗震技術的前提是明確土木工程影響抗震能力的因素,筆者對影響因素做了以下總結:
2.1、地基影響因素
地基是建筑物整體質量的基礎保障,是后期各項施工順利開展的依據,如果土木工程地基選址不合理,在實際施工過程中建設工程的抗震能力將受到嚴重削弱;
2.2、土木工程的結構及原材料
其對土木工程抗震能力有直接影響,施工過程中如果土木工程結構設置不合理或者使用的原材料質量存在問題,土木工程的整體質量將受到嚴重影響,其抗震強度必將受到嚴重削弱;
2.3、建筑項目的高度
其對土木工程抗震能力有直接影響。伴隨著經濟的發(fā)展,城市高層建筑數量越來越多,國家對高層建筑的安全指標、材料特性以及力學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將產生嚴重的后果;
2.4、抗震預防影響因素
我國是一個地震多發(fā)的國家,因此做好建筑物的抗震,對于保證建筑的質量以及人民群眾的生命財產安全具有一定的價值。在具體的施工過程之中,每一個建設項目應該對建筑物抗震性能編制進行合理的預防,不斷提升土木工程的質量。
3、建筑結構抗震設計中的基本原則
3.1、結構構件應具有一定的性能
建筑結構構件中承載力、穩(wěn)定性、剛度和延性等是抗震設計必須要考慮的重要因素。強柱弱梁、強剪弱彎、強底層柱是結構構件所應該遵循的原則。要特別注意增強構件薄弱環(huán)節(jié)的抗震能力,縱向的主要承載構件不宜成為主要的耗能構件。
3.2、抗震防線布設點要達到多、廣、大多個延性良好的體系組合
在一起形成了一個抗震結構的總體系,還需要延性好的結構構件共同協作。通常情況下,大地震后會發(fā)生數十次的余震,所以結構設計要布設盡量多的抗震防線,這樣就可以大幅度減少大地震后的多次余震所造成的建筑物坍塌的現象??拐鸾Y構體系應具有最大系數的冗余度,包括內部和外部。所以要在結構設計中建立必要的分布屈服區(qū),從而使結構在吸收和分解地震能量上起到一定的作用,大大增強建筑物的抗震能力。
3.3、處理好建筑結構的構件強弱關系
構件的強弱關系是設計中必須要注意的問題。在統(tǒng)一樓層內使主要耗能構件屈服之后,其他抗側力構件則仍然處于彈性階段,使得有效屈服保持的時間比較長,保障建筑結構的延性和抗倒塌的能力。值得注意的是,如果有一部分的抗震結構設計較強的情況下,必然會出現其相對薄弱的位置,兩者之間的關系必須要處理得當,減少不科學合理的設計。
4、土木工程結構之中抗震施工技術分析
4.1、建筑結構的抗震設計
建筑的抗震設計對于國家財產的保護,人民生命安全都有著極其重要的意義,當地震來臨時,建筑抗震設計不僅僅能夠保護人們的生命安全,還保護了國家財產,為國家經濟建設做出了貢獻。所以建筑抗震設計是建筑設計中極其重要的內容。但是,由于地震等災害的發(fā)生具有不確定性,隨時性,破壞性等的特點。房屋的抗震結構設計對于房屋的建筑結構有及其重要的作用。建筑結構的抗震設計是屬于結構設計中的概念設計,能夠在概念設計中清晰的表達。為了更好的做好建筑結構的抗震設計,在設計之前需要精確的掌控災害能量的最大輸入,結構體系,建筑結構的類型,剛度分布等相關問題。這樣就可以從根本上消除房屋建筑結構抗震結構中的薄弱環(huán)節(jié)。
4.2、建筑結構抗震設計的要點
地震的影響范圍一般情況下都很大,一定區(qū)域內的建筑物都會受到一定的破壞。所以建筑物場所的選擇對于結構的抗震設計及其總要。在選擇建筑場地時要注意以下幾個方面:地質結構堅硬、避開有較大坡度的山腳,周圍地勢開闊和避免地震多發(fā)地帶。在結構的抗震結構設計中對于建筑物的高度有一定的規(guī)定和標準。因此建筑物的高度要嚴格按照國家標準設計。在一些地震多發(fā)地區(qū),不僅僅要設計合理科學,還要注重建筑材料的性能。通常情況下,不同高度的建筑對于建筑材料也有一定的要求。一般都采用不同規(guī)格的鋼筋混凝土結構。同時,為了提高結構的抗震性,在建筑結構抗震設計中,需要減小柱的軸壓比,增大柱的截面尺寸。從抗震設計的科學角度來講,減小柱軸壓比主要是為了使柱子處于大偏心受壓狀態(tài),從而避免這樣的情況發(fā)生比如:縱向受力鋼筋未達到受拉屈服但混凝土卻被壓碎。在建筑的抗震設計時,很多專家認為應該會提高建筑物抗震設計的等級。這主要是考慮到我國是地震多發(fā)國家。大型地震容易出現重現,或是50年,或是200年。建筑的抗震設計還存在一些其他的問題,比如在選擇結構體系選型時,盡量可以采取承載能力高、延展性好和充足耗能性能的體系,主要是為了在地震發(fā)生時,建筑結構能夠有足夠的抗倒塌能力。同時在結構的剛性和強度方面要水平方向和豎直方向均勻分布。防止出現局部結構出現問題導致整體結構的倒塌。
4.3、機敏減震支撐體系
機敏減震支撐體系是集成現代科技技術的防震系統(tǒng),其利用活塞運動的原理,對建筑結構進行設計。在地震災害發(fā)生時,保證建筑結構中的內、外鋼能夠通過不斷的滑動來消減地震的破壞力,減輕震力破壞和消耗地震作用力的傳導。目前,這項技術還在不斷的研究和完善當中,相信其很快就能夠實現有效的應用,為建筑抗震設計水平的提升做出貢獻。
4.4、效能減震技術應用
效能減震是實現對地震所產生動能的消耗,來減輕地震能的傳導大小,從而降低其對建筑物的破壞程度。目前,在此技術方面一般采用消能器和阻尼器,兩種器械都能夠實現地震能量的有效消耗和吸收,減小震力對建筑主體的破壞,以達到對建筑主體結構安全、穩(wěn)性定的保護。目前,效能減震技術在我國建筑防震設計中得到了有效的應用,其在新建筑的防震設計和舊建筑的抗震加固方面,都起到了良好的效果。
4.5、合理設計隔震及消能減震項目
地震常發(fā)帶對土木工程的抗震能力要求非常高,土木工程不僅要具備基本的抗震能力還應該具有隔震和消能減震的作用。因此,土木工程研究人員應該在選址期間確保地基的密實性和穩(wěn)定性,從根本上降低地震對建筑物整體質量的影響。另外,研究人員還應該結合建筑物自身存在差異,明確各建筑物的隔震系數,選擇合適的隔震支座,提高建筑物的抗震性能。最后,研究人員還應該設計合適的隔震和抗震構建,明確建筑用材的延性,減小地震對建筑物的破壞。
4.6、加固設計
第一,如果土木工程的結構設計存在問題,設計人員應該及時增加構建的數量,以增強土木工程整體強度為依據,提高建筑物的整體抗震性能。第二,設計人員應該通過增強建筑物承載性的方法提高土木工程的抗震能力,在擴大建筑物原截面的同時,增加構建提高建筑物的穩(wěn)固性。第三,如果建筑物的整體結構不符合土木工程抗震標準,設計人員應該及時調整建筑物整體結構,在分散地震力的過程中減少地震對建筑帶來的損壞。
5、結語
總之,土木工程結構中抗震技術對提高建筑物整體質量、增加建筑物使用壽命有直接作用。土木工程建設者應該在明確影響土木工程抗震能力的因素的前提下,從合理選擇地基場地、關注建筑結構的規(guī)則特性以及合理設計隔震及消能減震項目等方面著手,全面提高建筑物的抗震能力。
參考文獻:
[1]沙飛.淺談土木工程結構中的抗震技術發(fā)展[J].黑龍江科技信息,2013,36:235.
[2]黃斌.土木工程可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究[D].鄭州大學,2006.
[3]李炳生,湯海林,張其林.結構試驗與加載檢測技術的發(fā)展及其應用[J].結構工程師,2011,S1:69-75.
[4]王麗明,李惠.探討土木工程結構設計中的抗震研究[J].中國建材科技,2014,S1:206.
[5]孫樹民.土木工程結構振動控制技術的發(fā)展[J].噪聲與振動控制,2001,01:22-28.