孫一丁

（吉林大學(xué)建設(shè)工程學(xué)院，吉林長(zhǎng)春130021）

近年來(lái)，我國(guó)地震的發(fā)生頻率較高。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，對(duì)建筑造成了很嚴(yán)重的損害，人民群眾在地震中遭受很嚴(yán)重的生命財(cái)產(chǎn)損失。因此，在對(duì)土木工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要樹立先進(jìn)的抗震設(shè)計(jì)理念，充分關(guān)注工程建筑的抗震性，根據(jù)相關(guān)資料確定建筑抗震等級(jí)，提高建筑抗震設(shè)計(jì)水平，保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性。土木工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，影響抗震設(shè)計(jì)的因素較多，工程技術(shù)人員要充分把握抗震設(shè)計(jì)的原則，完善構(gòu)造措施，提高抗震設(shè)計(jì)的合理性。

1 影響土木工程抗震性的基本因素

影響土木工程抗震性能的因素較多。首先是土木工程的地基。地基影響著建筑設(shè)計(jì)整體的穩(wěn)定性，決定著最終的工程建造質(zhì)量，如果地基建造不達(dá)標(biāo)，那么，將會(huì)影響整個(gè)工程的抗震性能。例如：施工選址為軟土基地，會(huì)造成區(qū)域下沉現(xiàn)象，進(jìn)而破壞工程的結(jié)構(gòu)體系，影響建筑的穩(wěn)定性。因此，施工前，建筑工程師需要對(duì)施工地基進(jìn)行實(shí)地勘察，深入了解施工場(chǎng)地的自然環(huán)境和地質(zhì)條件，提高地基建設(shè)的穩(wěn)定性與合理性。其次，結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)是影響土木工程抗震性能的另一重要因素，在進(jìn)行土木工程抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中，所選取的結(jié)構(gòu)體系不同，土木工程所表現(xiàn)出的抗震性則不同。

現(xiàn)階段，土木工程結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)主要以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主。采用此種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有明顯的缺點(diǎn)，那就是在外力的作用下，土木工程結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)彎曲側(cè)移動(dòng)問(wèn)題，嚴(yán)重的將會(huì)影響土木工程的抗震性能。此外，影響土木工程抗震性的還有高度因素。高度影響著土木工程結(jié)構(gòu)的最終抗震性，隨著建筑物高度的增加，其自身的穩(wěn)定性越弱，在地震時(shí)越容易受到?jīng)_擊力的影響，同時(shí)，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，土木結(jié)構(gòu)會(huì)被改變，地震環(huán)境下建筑高度超出安全規(guī)定范圍，容易出現(xiàn)坍塌危險(xiǎn)。在工程建設(shè)時(shí)，要充分把握鋼筋混凝土的施工高度，將建筑高度控制在安全范圍內(nèi)，保證人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。我國(guó)土木工程建設(shè)的抗震性能較差，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)各種抗震參數(shù)指標(biāo)沒(méi)有嚴(yán)格規(guī)定，梁柱的承載力達(dá)不到抗震標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)?shù)卣饋?lái)臨時(shí)，給人民群眾造成了巨大的危害。

2 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)原則

地震是一種隨機(jī)振動(dòng)，具有很強(qiáng)的不確定性和復(fù)雜性，目前的技術(shù)條件有限，無(wú)法有效地預(yù)測(cè)土木工程所遭遇地震的特性和相關(guān)參數(shù)，因此，設(shè)計(jì)工程師要充分把握土木工程的整體結(jié)構(gòu)，提高設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的減震作用。在抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先，要遵循簡(jiǎn)便化原則。對(duì)于土木工程項(xiàng)目而言，如果項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)于復(fù)雜，會(huì)降低建筑本身的穩(wěn)定性，并且會(huì)給建筑牢固性評(píng)估帶來(lái)困難，不利于使用力學(xué)推算建造工程的平衡性，對(duì)建筑整體結(jié)構(gòu)的抗震性難以把握，在很大程度上會(huì)降低建筑的抗震性設(shè)計(jì)效果。相反，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越簡(jiǎn)單，越容易把握設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，對(duì)建筑中力的傳遞計(jì)算也更準(zhǔn)確些，能夠優(yōu)化建筑抗震性設(shè)計(jì)。因此，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目時(shí)，要避免過(guò)于復(fù)雜的建筑設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化建筑體系結(jié)構(gòu)，對(duì)建筑自身的抗震性要有一個(gè)整體把握。

其次，要注意設(shè)計(jì)的整體性。設(shè)計(jì)工作者不要局限于部分區(qū)域，應(yīng)立足于建筑的整體結(jié)構(gòu)，對(duì)土木工程項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要注意整體與部分之間的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，使建筑設(shè)計(jì)達(dá)到良好的抗震效果。此外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，還要遵循建筑設(shè)計(jì)的抵抗性，要提升建筑自身的抵抗性，充分考慮建筑設(shè)計(jì)的力學(xué)特點(diǎn)，把握建筑結(jié)構(gòu)的平行性，提高建筑設(shè)計(jì)的抵抗作用。

3 優(yōu)化土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的有效措施

3.1 提高施工選址的有效性

建筑工程師要充分了解抗震規(guī)則，在土木工程設(shè)計(jì)中，融入先進(jìn)的抗震設(shè)計(jì)理念，將結(jié)構(gòu)功能與外部條件有效結(jié)合在一起，提高建筑的抗震性。優(yōu)化土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，要提高施工選址的有效性，相關(guān)工作人員應(yīng)結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際需求，深入把握工程項(xiàng)目所處位置的地震情況，對(duì)建筑場(chǎng)所進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，盡可能避開液化土和軟化土，選擇密質(zhì)均勻的硬土作為工程場(chǎng)所，保證土木工程在地震的作用下依然能保持平穩(wěn)。同一建筑結(jié)構(gòu)單元盡可能修建在相同地基上，當(dāng)發(fā)現(xiàn)土木工程地基存在液化土和軟弱粘性土層時(shí)，要兼顧建筑基礎(chǔ)的整體性，加強(qiáng)工程基礎(chǔ)的剛度，避免地震作用下土木工程遭到嚴(yán)重的破壞。

3.2 優(yōu)化材料選取，改進(jìn)設(shè)計(jì)方法

施工材料的選取直接影響著土木工程最終的建造質(zhì)量。首先，施工建造前，施工方應(yīng)聘請(qǐng)有關(guān)的專家學(xué)者，到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘探，確定土木工程項(xiàng)目的抗震系數(shù)，施工方以抗震系數(shù)為指導(dǎo)，進(jìn)行建筑材料的選取采購(gòu)。不同的施工材料其抗震性是不同的，在選材過(guò)程中，需要采購(gòu)一些特殊的防震材料，提高建造工程的防震效果。例如：采購(gòu)隔震材料，對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行隔震處理，避免地震對(duì)建筑產(chǎn)生過(guò)大損害。其次，要改進(jìn)設(shè)計(jì)方法。在以往的土木工程防震設(shè)計(jì)中，建造者會(huì)在土木工程的基底部鋪設(shè)沙子和粘土，以此起到抗震效果，為了提高土木工程結(jié)構(gòu)的抗震性能，可以改進(jìn)抗震方法，在土木工程地基底部鋪設(shè)瀝青，提高減震效果。

3.3 優(yōu)化平面抗震設(shè)計(jì)，完善抗震設(shè)計(jì)方案

為了提高建筑物的抗震效果，要結(jié)合實(shí)際情況，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，加強(qiáng)工程建筑結(jié)構(gòu)中薄弱環(huán)節(jié)的抗震處理。首先，在進(jìn)行建筑地基設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合建筑物的抗震設(shè)防類別和地質(zhì)情況完善設(shè)計(jì)方案，提高地基的承載能力，使建筑具備良好的抗震性能。其次，設(shè)計(jì)人員要充分把握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的外部形態(tài)和剛性，從整體上提升土木工程的抗震能力，減少地震帶來(lái)的損失。均勻?qū)ΨQ是抗震設(shè)計(jì)的核心，如果工程建筑墻體和鋼構(gòu)件不對(duì)稱，在建筑物遭受地震時(shí)，工程項(xiàng)目的局部墻體容易遭到破壞，建筑物容易變形。因此，在抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)強(qiáng)化建筑的平面設(shè)計(jì)，提高抗震效果。以單元式為例，利用垂直交通方法使各個(gè)空間有機(jī)地融合在一起，使豎向交通盡可能處在同一平面內(nèi)，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的剛度和抗扭轉(zhuǎn)能力，當(dāng)豎向中心處于平面之外時(shí)，要防止轉(zhuǎn)角效應(yīng)，盡可能減少轉(zhuǎn)角處的窗門設(shè)計(jì)。

3.4 加強(qiáng)抗震防線的設(shè)置，滿足建筑的抗震需求

地震具有一定的持續(xù)時(shí)間，地震中的往復(fù)作用會(huì)嚴(yán)重破壞建筑物的結(jié)構(gòu)，使建筑物喪失原有的承重能力。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，有效地處理單元承載能力的關(guān)系，加強(qiáng)抗震防線的設(shè)置，能夠有效增加建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，保證在地震情況下，建筑物各部分仍能發(fā)揮相應(yīng)的承壓作用，滿足建筑物的抗震需求，減少地震帶來(lái)的損失?？拐饓δ軌蛱岣呖蚣芙Y(jié)構(gòu)的耗能作用，因此，在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，可以設(shè)置抗震墻。作為第一道抗震防線，同時(shí)，考慮到橫向多跨結(jié)構(gòu)要比單跨結(jié)構(gòu)的抗震性更強(qiáng)，在設(shè)置抗震防線時(shí)，要盡可能采用多跨結(jié)構(gòu)體系，使建筑本身具有更強(qiáng)的抗震能力，避免因部分結(jié)構(gòu)的破壞，造成整體建筑喪失承載能力。

綜上所述，近年來(lái)，地球的板塊運(yùn)動(dòng)相對(duì)活躍，地震等自然災(zāi)害嚴(yán)重威脅著人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，當(dāng)?shù)卣饋?lái)臨時(shí)，建筑物的抗震性能夠有效地對(duì)抗地震，保護(hù)人民群眾的安全，因此，相關(guān)人員要重視土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震性，通過(guò)優(yōu)化建筑材料選取、完善抗震設(shè)計(jì)方案等方法，提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震性，推動(dòng)我國(guó)建筑事業(yè)的快速發(fā)展。