论文部分内容阅读
摘要：当地震发生时，地震冲击波会对建筑物体的各个组成部分进行非常复杂的机理破坏，这就要求在对建筑物进行抗震计算的时候严格控制其结果精确度。本文就主要对土木工程结构设计中的抗震问题进行了简要分析。
关键词：土木工程；结构设计；抗震设计
中图分类号： E271 文献标识码： A
引言
随着我国社会的发展，我国的建筑结构设计也有了很大的发展。因此在对土木工程进行结构设计时，要加入对建筑物的抗震性能的相关设计，从而控制建筑结构的抗震性，使土木工程有更高的安全保障。所以对土木工程结构设计中的抗震研究是一件非常有意义的事情。
一、结构抗震设计的必要性
地震是地壳运动在某些阶段发生急剧变化时的一种自然现象。据统计，全世界每年发生的地震约达500万次，其中绝大多数地震由于发生在地球深处或者它 所释放的能量小而人们难以察觉；而人们感觉到的地震，也即有感地震，仅占总 量的1%左右；能造成灾害的强烈地震则为数更少，平均每年十几起。然而，就 是这些每年为数不多的地震，却给人们带来了无可挽回的巨大经济损失和触目惊 心的人身伤亡事故。据有关方面对世界上130次伤亡巨大的地震震害资料所做的 统计表明，95%以上的伤亡是因为无抗震能力或抗震能力低的建筑物倒塌而造成 的,典型的例子如1920年12月16日宁夏海源地震，1976年7月28日河北唐山 地震，1995年1月17日日本阪神地震，2008年5月12日四川汶川地震等。研究和提高各类房屋的抗震性能，使地震造成的人员伤亡和经济损失降到最 低限度，是结构工程师们设计工作的重点。日本是个多地震国家，政府一贯重视 建筑物抗震设计，其防震设施和技术相当先进，建筑物通常具备了抗御7～8级 地震的能力；而阿尔及利亚当地房屋建筑质量普遍低劣，抗震性能差，地震时易坍塌。由此可见，对建筑物进行有效的建筑结构抗震设计是减轻地震灾害最有效、最根本的措施之一。
二、抗震概念设计主要基本点
1、形状简练原则
首先，在进行抗震设计时应尽可能保证土木工程结构的精简程度，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队建筑物的损害。消除土木工程结构的薄弱环节，进一步提高土木工程结构的整体性，提高其抗震性能。
2、整体设计的合理性
在进行土木工程整体结构设计时要确保设计的科学合理。进行基础设计时应严格按照建筑要求进行，避免出现因设计不合理而造成的建筑结构强度、刚度不达标的现象，并且要保证连接上部构件的可靠性以及稳定性。在确定基础、楼盖基础、柱体以及盖板的位置时应确保各部件之间的连接足够牢固，并且进一步增强土木工程结构竖向和水平方向的抗震性能达标，保证结果整体的刚度和抗力。
3、规划结构的合理整齐原则
为了确保建筑结构的整体布局在进行结构规划时应遵循合理整齐的原则。这就要求结构规则的外形与其立体刚度对称协调，不断增强建筑结构的抗侧力。可以有效提高土木工程结构的均匀抵御外力，防止出现中心偏离现，进一步提高建筑工程的抗震性能，保证工程质量。
三、选择抗震体系类型
合理选择建筑的抗震结构体系决定了建筑结构的安全性和经济性。具体而言，应注重以下三方面的设计：
1、建筑结构体系应当避免因部分结构或构件的破坏而导致整个建筑结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。建筑结构抗震设计的一个重要原则就是结构应当具有必要的赘余度、良好的变形能力和内力重分配的功能，地震中，即使一部分构件退出工作，其余部分构件仍能承担起竖向荷载，避免整体建筑结构失稳。
2、建筑结构体系应当具有清晰明确的计算简图和恰当合理的地震作用传递路径。在这过程中，竖向建筑构件的布置，应尽量使竖向建筑构件在垂直重力荷载作用下的压应力水平接近均匀；楼屋盖梁体系的布置，应尽量使垂直重力荷载以最短的路径传递到竖向构件墙、柱上去；转换结构体系的布置，应尽量做到使上部结构竖向构件传递来的垂直重力荷载通过转换层一次至二次转换。另外，建筑的整体抗侧力结构体系也必须明确，抗侧力结构一般由框架、简体、剪力墙、支撑等组成，它们宜尽量连续贯通。
3、建筑结构体系应当具有合理适度的强度和刚度。宜具有合理恰当的强度和刚度分布，防止和避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的塑性变形集中或应力集中；建筑的框架结构设计应使节点基本不被破坏，应当使柱、梁端的塑性铰出现得尽可能地分散；对于可能出现的薄弱部位，应采取适当措施提高抗震能力。
四、提升土木工程結构设计中抗震性能的具体措施
通过大量的资料研究，人们逐渐意识到了抗震设计在土木工程结构设计中的重要性，并且也逐渐的进行了经验总结，所得出的抗震设计措施主要包括了以下几个方面：
1、必须对结构进行合理的布局，保证地震发生的情况下，能量能够很好的传递和转化，这就要求了在设计过程中，要保证构建能够形成双向的抗侧力体系，使梁、墙以及支柱在中线轴上处于同一水平。并在地震中表现出弯剪力破坏，在墙的底部产生塑性屈服。并且保证连梁充分的形变以及在梁端部位发生塑性屈服。同时遵循强弱梁的原则，促进墙肢体部位的承载力提升，进而充分发挥墙段的抗震作用，防止剪力破坏现象的发生。
2、抗震结构一定要按照抗震等级来采用相应的措施，对梁和柱还有墙的节点应当分别处理，在地震发生时应当达到三个水准的设置防护标准，保证建筑的结构安全可靠。同时也需要确保在地震来临时钢筋混凝土结构保持良好的承载力与延展性。建筑的延展性必须要得到强化，合理有效的分布构件的强度和刚度，确保地震能量能被有效的吸收。在结构设计过程中如果要保证节点基本不被破坏，那么框架结构设计一定要使同层各个柱的两端屈服历程加长。要较晚的形成底层柱的柱底塑性铰，分散梁和柱端的塑性铰，这样才能是抗震能力在整体结构上有效的体现出来。
3、加强抗震防线的设置，保证具有完善性和多层级性，保证在地震发生的情况下，各部分构建都能够发挥分散能量的作用，起到很好的预防和保护建筑物的作用。强化建筑的延展性，使构建的刚度与强度能够合理有效的分配，起到很好的吸收和分散地震能量的作用。四是对各个节点进行有效的保护，设计过程中加长框架内同一水平的柱两端的长度，并在柱底将塑性铰形成，使柱端和梁端的塑性铰得以分散，将土木工程结构设计的抗震有效性和高效性充分的展现。
4、随着我国国民经济的快速发展，科学技术水平的不断增强，社会分工的不断精细化，企业间的竞争也不断加剧。在建筑设计过程中已经广泛的使用计算机替代了传统的手工思维计算。然而这种设计的不规范性并没有得到人们的足够重视。为了有效的改善这一现状，在建筑结构抗震设计中提出了概念设计理念，并且受到了广大建筑结构设计者的青睐。除此之外，随着经济的快速发展，建筑结构趋于高层化发展，但发生地震时所产生的力非常复杂难以确定，使得建筑设计计算结果不够精确。因此，在进行建筑结构抗震设计时应大力推广概念设计。
结束语
随着建筑行业的不断发展，土木工程作为建筑行业中的重要工程，有着极其重要的地位。在土木工程的结构设计中，抗震研究的进行对建筑结构的性能和稳定性有着非常重要的作用。所以相关工作人员要重视结构抗震的概念设计，从而更好地表现抗震理念并进行实行，促进和发展当今建筑结构的抗震设计，提高建筑结构的安全和稳定性能。
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
[2]郝敏.浅谈土木工程结构设计中的抗震研究[J].黑龙江科技信息，2013.
[3]袁军.建筑结构设计中的抗震设计分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013.
关键词：土木工程；结构设计；抗震设计
中图分类号： E271 文献标识码： A
引言
随着我国社会的发展，我国的建筑结构设计也有了很大的发展。因此在对土木工程进行结构设计时，要加入对建筑物的抗震性能的相关设计，从而控制建筑结构的抗震性，使土木工程有更高的安全保障。所以对土木工程结构设计中的抗震研究是一件非常有意义的事情。
一、结构抗震设计的必要性
地震是地壳运动在某些阶段发生急剧变化时的一种自然现象。据统计，全世界每年发生的地震约达500万次，其中绝大多数地震由于发生在地球深处或者它 所释放的能量小而人们难以察觉；而人们感觉到的地震，也即有感地震，仅占总 量的1%左右；能造成灾害的强烈地震则为数更少，平均每年十几起。然而，就 是这些每年为数不多的地震，却给人们带来了无可挽回的巨大经济损失和触目惊 心的人身伤亡事故。据有关方面对世界上130次伤亡巨大的地震震害资料所做的 统计表明，95%以上的伤亡是因为无抗震能力或抗震能力低的建筑物倒塌而造成 的,典型的例子如1920年12月16日宁夏海源地震，1976年7月28日河北唐山 地震，1995年1月17日日本阪神地震，2008年5月12日四川汶川地震等。研究和提高各类房屋的抗震性能，使地震造成的人员伤亡和经济损失降到最 低限度，是结构工程师们设计工作的重点。日本是个多地震国家，政府一贯重视 建筑物抗震设计，其防震设施和技术相当先进，建筑物通常具备了抗御7～8级 地震的能力；而阿尔及利亚当地房屋建筑质量普遍低劣，抗震性能差，地震时易坍塌。由此可见，对建筑物进行有效的建筑结构抗震设计是减轻地震灾害最有效、最根本的措施之一。
二、抗震概念设计主要基本点
1、形状简练原则
首先，在进行抗震设计时应尽可能保证土木工程结构的精简程度，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队建筑物的损害。消除土木工程结构的薄弱环节，进一步提高土木工程结构的整体性，提高其抗震性能。
2、整体设计的合理性
在进行土木工程整体结构设计时要确保设计的科学合理。进行基础设计时应严格按照建筑要求进行，避免出现因设计不合理而造成的建筑结构强度、刚度不达标的现象，并且要保证连接上部构件的可靠性以及稳定性。在确定基础、楼盖基础、柱体以及盖板的位置时应确保各部件之间的连接足够牢固，并且进一步增强土木工程结构竖向和水平方向的抗震性能达标，保证结果整体的刚度和抗力。
3、规划结构的合理整齐原则
为了确保建筑结构的整体布局在进行结构规划时应遵循合理整齐的原则。这就要求结构规则的外形与其立体刚度对称协调，不断增强建筑结构的抗侧力。可以有效提高土木工程结构的均匀抵御外力，防止出现中心偏离现，进一步提高建筑工程的抗震性能，保证工程质量。
三、选择抗震体系类型
合理选择建筑的抗震结构体系决定了建筑结构的安全性和经济性。具体而言，应注重以下三方面的设计：
1、建筑结构体系应当避免因部分结构或构件的破坏而导致整个建筑结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。建筑结构抗震设计的一个重要原则就是结构应当具有必要的赘余度、良好的变形能力和内力重分配的功能，地震中，即使一部分构件退出工作，其余部分构件仍能承担起竖向荷载，避免整体建筑结构失稳。
2、建筑结构体系应当具有清晰明确的计算简图和恰当合理的地震作用传递路径。在这过程中，竖向建筑构件的布置，应尽量使竖向建筑构件在垂直重力荷载作用下的压应力水平接近均匀；楼屋盖梁体系的布置，应尽量使垂直重力荷载以最短的路径传递到竖向构件墙、柱上去；转换结构体系的布置，应尽量做到使上部结构竖向构件传递来的垂直重力荷载通过转换层一次至二次转换。另外，建筑的整体抗侧力结构体系也必须明确，抗侧力结构一般由框架、简体、剪力墙、支撑等组成，它们宜尽量连续贯通。
3、建筑结构体系应当具有合理适度的强度和刚度。宜具有合理恰当的强度和刚度分布，防止和避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的塑性变形集中或应力集中；建筑的框架结构设计应使节点基本不被破坏，应当使柱、梁端的塑性铰出现得尽可能地分散；对于可能出现的薄弱部位，应采取适当措施提高抗震能力。
四、提升土木工程結构设计中抗震性能的具体措施
通过大量的资料研究，人们逐渐意识到了抗震设计在土木工程结构设计中的重要性，并且也逐渐的进行了经验总结，所得出的抗震设计措施主要包括了以下几个方面：
1、必须对结构进行合理的布局，保证地震发生的情况下，能量能够很好的传递和转化，这就要求了在设计过程中，要保证构建能够形成双向的抗侧力体系，使梁、墙以及支柱在中线轴上处于同一水平。并在地震中表现出弯剪力破坏，在墙的底部产生塑性屈服。并且保证连梁充分的形变以及在梁端部位发生塑性屈服。同时遵循强弱梁的原则，促进墙肢体部位的承载力提升，进而充分发挥墙段的抗震作用，防止剪力破坏现象的发生。
2、抗震结构一定要按照抗震等级来采用相应的措施，对梁和柱还有墙的节点应当分别处理，在地震发生时应当达到三个水准的设置防护标准，保证建筑的结构安全可靠。同时也需要确保在地震来临时钢筋混凝土结构保持良好的承载力与延展性。建筑的延展性必须要得到强化，合理有效的分布构件的强度和刚度，确保地震能量能被有效的吸收。在结构设计过程中如果要保证节点基本不被破坏，那么框架结构设计一定要使同层各个柱的两端屈服历程加长。要较晚的形成底层柱的柱底塑性铰，分散梁和柱端的塑性铰，这样才能是抗震能力在整体结构上有效的体现出来。
3、加强抗震防线的设置，保证具有完善性和多层级性，保证在地震发生的情况下，各部分构建都能够发挥分散能量的作用，起到很好的预防和保护建筑物的作用。强化建筑的延展性，使构建的刚度与强度能够合理有效的分配，起到很好的吸收和分散地震能量的作用。四是对各个节点进行有效的保护，设计过程中加长框架内同一水平的柱两端的长度，并在柱底将塑性铰形成，使柱端和梁端的塑性铰得以分散，将土木工程结构设计的抗震有效性和高效性充分的展现。
4、随着我国国民经济的快速发展，科学技术水平的不断增强，社会分工的不断精细化，企业间的竞争也不断加剧。在建筑设计过程中已经广泛的使用计算机替代了传统的手工思维计算。然而这种设计的不规范性并没有得到人们的足够重视。为了有效的改善这一现状，在建筑结构抗震设计中提出了概念设计理念，并且受到了广大建筑结构设计者的青睐。除此之外，随着经济的快速发展，建筑结构趋于高层化发展，但发生地震时所产生的力非常复杂难以确定，使得建筑设计计算结果不够精确。因此，在进行建筑结构抗震设计时应大力推广概念设计。
结束语
随着建筑行业的不断发展，土木工程作为建筑行业中的重要工程，有着极其重要的地位。在土木工程的结构设计中，抗震研究的进行对建筑结构的性能和稳定性有着非常重要的作用。所以相关工作人员要重视结构抗震的概念设计，从而更好地表现抗震理念并进行实行，促进和发展当今建筑结构的抗震设计，提高建筑结构的安全和稳定性能。
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
[2]郝敏.浅谈土木工程结构设计中的抗震研究[J].黑龙江科技信息，2013.
[3]袁军.建筑结构设计中的抗震设计分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013.