土木工程结构中的抗震设计分析

土木工程结构中的抗震设计分析

刘畅1孙鸿绪2

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摘要：在土木结构中加入抗震设计可以显著提高建筑的实用性和使用寿命。当前建筑行业的发展要求我们必须合理地考虑抗震设计。设计人员需要高度重视抗震设计，并在建筑结构中更好地应用抗震理念，以确保建筑物的抗震效果得到充分保证。

关键词：土木工程；结构设计；抗震研究

1地震下的土木工程灾害

1.1 在灾害事件中，只有人类及其聚居群落或社会受到影响，换句话说，没有人类就没有灾害；

1.2 灾害通常导致生命、财产、资源和环境的损失；

1.3 只有当损失超过了承载体的承受能力时，才能称之为灾害；

1.4 灾害具有突发性，由于突发性导致人类无法及时反应和处理，因此造成的损失往往更大。

换句话说，如果土木工程的承载能力小于地震带来的作用力，就会发生破坏或倒塌，从而成为致灾体。在地震中，土木工程失效是导致人员伤亡和财产损失的重要原因。因此，地震中的土木工程灾害指的是由于土木工程原因导致工程失效或不稳定而引发的灾害。

2地震下土木工程抗灾能力不足的原因

2.1 结构承载力不足

地震作用会给结构带来惯性力，加上其他荷载（如干扰力、阻尼力）的作用，当超过结构承载力时，就会导致结构破坏。据国内外破坏性地震的调查资料，95%以上的人员伤亡和建筑物破坏都是由于这种破坏。这种破坏的根本原因是：①抗震、减震设计不合理；②由于经济条件限制和对地震危险的误判，设防标准不够；③施工质量不达标。

2.2 场地、地基破坏

地震时，首先受到破坏的是场地和地基，如滑坡、坍塌、地面裂缝和地基失效等，从而引起建筑物的破坏。这种破坏相对于前者数量较少，且具有区域性，但其修复和加固的难度很大。这种破坏的根本原因是：①场地选择不合理；②地基处理不合理。

2.3 次生灾害

地震造成的主要次生灾害有火灾、毒气污染、滑坡、海啸、泥石流等。由此引起的破坏也相当严重，例如1923年9月1日日本关东大地震，直接震倒13万栋房屋，火灾烧毁了45万栋。这种破坏往往无法控制，具有突发性，与地震致灾体同时作用，对土木工程的抗灾能力提出了更高的要求。

3 土木工程中抗震结构设计的主要原则

3.1 结构的形状应简单

为了确保土木工程抗震设计的准确性，要求我们在设计结构时了解整个土木工程的结构，并计算整个建筑的受力状况。土木工程结构应该设计简单明了，以便于我们了解和计算受力情况，同时在地震中降低建筑物的损坏，提高土木工程的稳定性和抗震性能。

3.2 整体设计要科学合理

在设计建筑物结构时，要严格按照实际情况进行，避免出现不科学的建筑物，以免建筑物整体受损，无法有效提高土木工程的抗震性。全面考虑避免问题的出现，保证每一个结构中的连接件都是可靠、稳定，同时设计时还需要注意确保构件连接的稳定性，使得土木工程结构刚度达到要求，提高土木工程的抗震性。

3.3 降低地震对建筑的影响

为了尽可能减少地震对建筑物的影响，很多情况下，部分工程会加设一个隔离地震层，位于建筑基础和主

4土木工程结构设计中的抗震设计

4.1抗震设计方法

（1）为了实现从而实现底部剪力法的结构简化，设计抗震结构的过程中，为了使得抗震效果达到最好，可以有效地保护建筑物，设计师应选择在沿高度上均匀分布质量和刚度的结构或者与单质点体系相似的结构，高度最好不要超过40m，进而使得抗震效果得到提升。

（2）时程分析法适用与计算不规则建筑、甲类建筑或者是对建筑高度有要求的建筑物进行多遇地震下的补充。计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值利用多条时程曲线来计算。

（3）在应对建筑场地是软土层时，必须要先加固处理建筑基层结构，使得地基层的牢固性得到保证，让建筑的抗震能力得到增强。

4.2抗震设计要点

4.2.1抗震设计要求

（1）抗震设防烈度。平时抗震设计都是根据6～9度地震危害作为标准的，进行计算和设计建筑物抗震性，地震作用则是按照去下规定进行计算：①甲类建筑，按照专门研究获得的地震动参数进行计算；②乙类建筑则按照Ⅵ度设防计算，若处于Ⅰ～Ⅲ类场地上，该建筑可不计算，若处于Ⅳ类场地上，则超高层建筑及Ⅶ～Ⅺ度设防时，应当按设防烈度进行计算。

（2）①在结构的两个主轴方向考虑水平地震的作用，来进行对抗侧力结构实施正交布置；当面对有斜交的抗侧力结构，则需要考虑各斜交方向水平地震作用；②当建筑物存在质量与刚度明显不对称、不均匀的问题时，扭转影响则需要优先考虑水平地震作用；③对于Ⅺ度设防，需要重视竖向地震作用和水平地震作用进行不利的组合。

4.2.2结构设计要求

结构体系与适用范围。我们需要严格按照设计要求来计算和合理规划建筑结构的最大高度，建筑物高度若超过要求，或位于Ⅳ类场地，再或者在不规则特殊超建筑的情况下，则需要根据实际情况做出调整。

5提高土木工程结构抗震设计质量的措施

5.1对场地进行慎重的选择

在设计建筑物时，我们应该慎重选择合适的场地，以确保抗震能力不受场地因素影响。优先选择开阔平坦的地方，避免选择地质条件较差的区域。此外，要注意建筑结构的选择，包括分析土木工程结构的载重范围，重视建筑结构平面的设置以及选择强度和硬度适宜的材料。

5.2对建筑结构进行慎重选择

重视分析土木工程结构的承载范围是非常重要的。建筑材料的质量必须得到保证，使用时要注意其是否会发生变形，以避免建筑材料因素对承载能力的影响，从而降低建筑物的稳定性和安全性。此外，建筑结构平面的设置也需要引起重视。在设计抗震结构时，要注重平面和立面的布置，并严格管理数据，以确保建筑物的精确度，并进一步提高其精确度。材料的强度和硬度是关键因素。材料的强度和硬度对土木工程具有重要影响，也会对抗震能力产生严重影响，导致建筑结构发生变形，从而降低抗震能力。因此，在土木工程设计中必须合理选择材料，以确保其强度和硬度符合要求。加强多重抗震防线的设置也是必要的。通过设置多条抗震防线，可以增加人们逃生的机会，提高建筑物的抗震能力。为此，我们需要使用性能优良的材料，并合理选择抗震部件来设置防线，以减少地震冲击力的同时削弱地震的破坏力，从而减少地震带来的损失。

5.4科学合理的布局，减少地震能量

在土木结构设计中，我们需要控制地震对建筑物的移动。这就需要进行预测和分析，通过在结构上削弱地震的影响来减少地震能量，从而有效降低地震对建筑物的伤害。此外，在地震过程中，为了避免建筑物的破坏和变形，我们需要合理设计建筑物下层的位置移动的延性比。特别是在地质条件较为坚硬的土木工程中，这种方法能够得到更好的体现。

结束语

总之，在设计建筑时，我们应该加入现代的建筑理念，创新抗震设计。要根据具体情况选择合适的场地和建筑结构，加强多重抗震防线的设置，科学布局建筑物，提高抗震能力，减少地震带来的损失。通过合理选择材料、控制结构承载范围、优化平面设置和加强防线设置等措施，我们的建筑物可以在地震中保持稳定，为人们提供更安全的居住和工作环境。

参考文献：

[1]郭浩.土木工程结构设计中的抗震解析[J].四川水泥，2017（02）：97.

[2]李祥娟.探究土木工程结构设计中的抗震[J].民营科技，2016（10）：177.

[3]安娟.浅谈土木结构设计中的抗震研究分析[J].工程技术：文摘版，2016（9）：00035-00035.