賀 國 華

(山西中方森特建筑工程設(shè)計研究院,山西 太原 030002)

眾所周知，一旦發(fā)生地震災(zāi)害，土木工程的結(jié)構(gòu)就會遭到嚴重破壞，所以必須高度重視土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計。又由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項具有較強系統(tǒng)性的工作，故而應(yīng)結(jié)合工程項目的實際情況，合理選擇抗震設(shè)計的方案，從而保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體質(zhì)量，保護居民的生命安全。

1 土木工程抗震結(jié)構(gòu)的必要性

地震災(zāi)害對土木工程的破壞性極大，同時其也會對人們的生命及財產(chǎn)安全構(gòu)成非常嚴重的威脅，見圖1。

盡管我們無法控制地震，但是我們可采取有效措施減少地震對建筑物以及居民造成的傷害。其中，采取科學有效的土木工程抗震設(shè)計就是一項非常重要的措施，高質(zhì)量的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計一方面增強了工程的穩(wěn)定性和安全性，另一方面也大大降低了人員和經(jīng)濟上的損失。

2 土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的原則

為完善土木工程項目結(jié)構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)的抗震性能，增大建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，應(yīng)采取多種有效措施不斷提高結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計質(zhì)量，在這一過程中應(yīng)明確土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中堅持的基本原則。

2.1 結(jié)構(gòu)簡單化

土木工程項目結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需盡量選擇結(jié)構(gòu)簡單的構(gòu)造體系，進而改善工程的抗震質(zhì)量和抗震效果。與結(jié)構(gòu)復(fù)雜的土木工程相比，結(jié)構(gòu)簡單的土木工程結(jié)構(gòu)體系能夠有效增強力學計算的準確性，進而加大對結(jié)構(gòu)設(shè)計平衡性的把控力度，防止結(jié)構(gòu)設(shè)計過于復(fù)雜而造成的設(shè)計質(zhì)量不佳的問題。同時，相對較為簡單的設(shè)計形式能夠減輕由于地震因素所造成的損害，減輕地震破壞力對結(jié)構(gòu)的傷害，從而有效優(yōu)化土木工程結(jié)構(gòu)的抗震效果。

2.2 提高整體性

為使土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計展現(xiàn)出較好的抗震效果，在設(shè)計中要高度重視結(jié)構(gòu)的整體性。結(jié)構(gòu)的抗震性并不是對結(jié)構(gòu)某一個部分提出的要求，其是對土木工程體系當中的所有部分都有著較高的要求，所以應(yīng)從整體上把控結(jié)構(gòu)的設(shè)計，保證結(jié)構(gòu)布局的科學性及合理性，特別要關(guān)注對土木工程項目有著較大影響的幾個因素，我們必須要采取多種有效措施減少甚至避免其對結(jié)構(gòu)的不利影響，確保各部分結(jié)構(gòu)之間的有效協(xié)調(diào)。另外，在工程建設(shè)的過程中也需對各部分力學作用的基本特點予以全面的分析，從而不斷完善工程結(jié)構(gòu)的抗震性能。

2.3 加強抵抗性

為了增強土木工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性，應(yīng)以工程結(jié)構(gòu)體系來抵抗外力作用，尤其是地震作用的負面影響。為了實現(xiàn)這一目標，我們需對土木工程結(jié)構(gòu)予以科學設(shè)計，在設(shè)計中要以工程的抵抗力為切入點，在土木工程建設(shè)和設(shè)計階段首先構(gòu)建理想狀態(tài)下的抵抗力，這樣才能夠在發(fā)生地震的狀態(tài)下使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能。這也充分展現(xiàn)了結(jié)構(gòu)最佳的抗震能力。再者，為了保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中也可嚴格控制抵抗力，從而確保力學體系的平衡性及合理性。

3 土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要點

土木工程抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個較為復(fù)雜的工程，其涉及到諸多環(huán)節(jié)也涉及到諸多方面，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，必須準確把握工程設(shè)計的要點，對每一個要點予以嚴格控制，有效優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計的綜合效果。

3.1 確定抗震強度

土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計正式開始前，應(yīng)確定結(jié)構(gòu)的抗震強度，該環(huán)節(jié)也為后續(xù)工作的正常開展奠定了堅實的基礎(chǔ)。在確定土木工程結(jié)構(gòu)抗震強度期間，必須要充分參考有關(guān)規(guī)定和標準的詳細要求，而且不同工程的實際情況也有所不同，我國建筑物一般按照6度～9度地震危害為參考標準完成抗震設(shè)計工作。因此在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計工作中，需充分結(jié)合實際要求對其進行科學有效的處理。為了提高設(shè)計的質(zhì)量，在設(shè)計中還可全面結(jié)合建筑物應(yīng)用的具體類型和實際需求，對于不同高度和外形的土木工程結(jié)構(gòu)，采取不同的抗震設(shè)計方法，以此加大對結(jié)構(gòu)抗震烈度控制的力度，見圖2。

3.2 選擇施工場地

在土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，工程地點不同，其最終的效果也有所不同，因此在土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的過程中，需高度重視土木工程結(jié)構(gòu)的選址工作，提高工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。在選址時，必須充分考慮工程所在地區(qū)的地質(zhì)特征，特別是地震頻發(fā)的地區(qū)，更要重視工程的選址工作。且對于工程建設(shè)中對地形的要求需十分具體，盡量選擇地勢平坦且開闊的位置，這樣才能提高土木結(jié)構(gòu)設(shè)計的水平，防止其由于地形因素的限制而破壞工程自身的穩(wěn)定性與安全性。

3.3 結(jié)構(gòu)選型設(shè)計

為了提高土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的質(zhì)量，需將結(jié)構(gòu)選型設(shè)計作為一項重要的工作內(nèi)容，結(jié)構(gòu)選型設(shè)計可有效增強結(jié)構(gòu)體系的可靠性，保證結(jié)構(gòu)傳力體系的科學性與合理性，防止其由于地震力的作用而受到十分嚴重的威脅。在結(jié)構(gòu)選型設(shè)計工作中，為了加強選型設(shè)計的有效性，可以選擇一些結(jié)構(gòu)相對簡單的體系，同時仔細分析結(jié)構(gòu)體系的平面和立面，以此提升結(jié)構(gòu)體系的可靠性和安全性，確保其在傳力方面具有良好的性能，并減少由于結(jié)構(gòu)選型設(shè)計中的不足而引發(fā)的設(shè)計質(zhì)量問題。

3.4 結(jié)構(gòu)計算分析

土木結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，計算分析也是一個十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，計算分析是為了明確土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計最終的效果。在計算中特別要關(guān)注結(jié)構(gòu)之間力的相互作用。在計算時可利用先進的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠提高計算的效率，而且也保證了計算的準確性。其主要是利用專業(yè)的計算機軟件和設(shè)計模型來完成所有的計算工作，大大減輕了計算人員的工作負擔，同時也保證了計算的質(zhì)量。在計算中，其可充分考慮影響計算的所有要素，有效規(guī)避了人工計算中的遺漏問題。

3.5 施工材料選擇

若要有效提高土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的質(zhì)量，就需采取針對性措施嚴格控制結(jié)構(gòu)材料的選擇?？茖W地選擇結(jié)構(gòu)材料可有效保證結(jié)構(gòu)具有較高的承載力和較大的強度，從而使結(jié)構(gòu)在受到外力作用時其性能不受損害。在現(xiàn)階段的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用較為廣泛，因此選擇符合工程要求的鋼筋與混凝土材料也成為了結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重點內(nèi)容。不僅如此，還要加大配筋率的控制力度，從而增強結(jié)構(gòu)應(yīng)用的有效性與科學性。

4 完善土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的有效措施

首先，合理布局工程結(jié)構(gòu)。發(fā)生地震后，外部能量會以較快的速度轉(zhuǎn)化或傳遞，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，構(gòu)建物應(yīng)形成完整的雙向抗側(cè)力體系，保證梁和墻等中軸線處于相同的平面。此外，在地震中還會出現(xiàn)彎剪力破壞，在墻的底部出現(xiàn)塑性屈服。所以在設(shè)計中應(yīng)確保連梁的形變水平以及梁端部產(chǎn)生較為明顯的塑性屈服。并在設(shè)計中始終堅持強墻弱梁的原則，不斷提高墻肢的承載力，進而強化墻體的抗震效果，防止剪力墻受到地震作用而遭到破壞。

其次，在策劃土木工程的過程中，應(yīng)高度重視抗震等級這一要素，采取有效措施處理好土木工程墻、柱和梁以及各個節(jié)點，以此改進結(jié)構(gòu)抗震的效果。同時，在設(shè)計的過程中注意考量鋼筋混凝土的延展性及承載力，嚴格把控柱截面面積和軸壓比，并對構(gòu)造筋的處理予以高度重視。

再次，注意提高節(jié)點防護的質(zhì)量。設(shè)計的過程中應(yīng)提高框架內(nèi)同一水平柱兩側(cè)的屈服強度，充分擴散柱端與梁端的塑性鉸，進而達到優(yōu)化結(jié)構(gòu)抗震性能的目的。

最后，科學組織抗震防線，發(fā)生地震后需保證所有構(gòu)造均可有效傳遞能量，從而起到保護建筑物的作用。

5 結(jié)語

在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，抗震設(shè)計綜合水平直接影響著整個結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，我們必須要高度重視抗震設(shè)計。始終堅持抗震設(shè)計的基本原則，嚴格把控抗震設(shè)計中的要點，并采取有效措施不斷優(yōu)化和改善結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，讓土建工程高質(zhì)量竣工。