欢迎来到易发表网!

关于我们 期刊咨询 科普杂志

土木工程抗震设计优选九篇

时间:2023-09-25 17:29:15

引言:易发表网凭借丰富的文秘实践,为您精心挑选了九篇土木工程抗震设计范例。如需获取更多原创内容,可随时联系我们的客服老师。

土木工程抗震设计

第1篇

【关键词】新时期;土木工程抗震设计;策略探索

【Abstract】With economic development, progress, people's living standards and quality of science and technology have been greatly improved. Seismic performance of engineering structures is an important part of the project structure performance gradually by the people concerned. Optimization of seismic design of structures, seismic design to solve the existing problems, the need to learn structure, support seismology other aspects of knowledge and technology, but also need to learn from experience and advanced technologies. Civil engineering structures important to consider the design of the seismic issues. In this paper, based on the actual situation of civil engineering construction, engineering factors affecting the seismic performance analysis and discussion, civil engineering and structural design of earthquake-resistant design make recommendations, provide a reference for future seismic design of civil engineering structures.

【Key words】New Era;Civil engineering;Seismic design;Strategies

在进行土木工程的建设的过程中,为了更好的避免豆腐渣工程,需要在进行土木工程的建设过程中对其所设计的建筑物加入一定的抗震性能。并且需要根据所设计的建筑物自身的状态和功能来进行针对其自身结构的抗震的概念设计,这种抗震设计其主要的目的就是为了更好的控制建筑物在发生地震时的状态,让建筑物在发生地震的时候可以尽可能的减少出现倒塌和损坏的状态。对土木工程建设的建筑物进行抗震处理,不仅仅是为了减少在出现地震时所出现的经济损失,同时也是为了减少在出现地震时的人员伤亡。

1. 影响土木工程中的结构抗震的几个因素

1.1土木工程建设的场所。 在地震发生的时候,不同的场所遭受到的地震的程度也是不同的,所以在进行土木工程的过程中选择其工程建设的场所就显得尤为重要,并且这也是直接影响这一工程建设在抗震效果上的因素。一个好的、宽广的场所不仅仅能够有效的减小震感,同时还能够方便施工单位更好的去修建地基。对于任何一个土木工程来说地基都是最为重要的一种,只有地基建造的特别好才能在基本上保证一个工程的抗震程度,因为一旦发生地震,地基是第一个受到地震波侵袭的场所,如果这一环节没有认真的修建那么就会导致整个建筑在发生地震的时候没有办法做到抗震的效果。所以在进行施工场场所的选择的时候尽可能的去选择地址坚硬的场地或者地址密实且均匀的中硬土地,尽可能的去避免滑坡、倾斜等场所。

1.2土木工程中所选择的材料以及其设计的机构体系。 在进行土木工程的材料选择的时候需要选择硬度相对于较强的,不易发生弯曲的,这样可以有效的避免地震来临的时候建筑坍塌和变形。而目前来看我国在进行土木工程的过程中,多数情况下所选择的材料多为钢筋混凝土,而这一材料本身容易变形、弯曲以及发生侧移,所以在进行工程抗震材料选择的时候尽可能的避开这一材料,从而选择钢结构、钢管混凝土等不易发生变形的材料。

1.3土工工程的结构高度。 无论是哪种形态的建筑,其高度都是整个建筑中十分重要的一个环节,很多时候不能够为了追求建筑设施的独特性而无止境的升高建筑,在地震来临的时候高度越小的建筑其受到的破坏也相对于小,过高的建筑在发生地震的时候容易出现变形等多种问题,所以在进行抗震设计的时候需要确定建筑应该需要的高度,避免建筑过高。

1.4土木工程中的结构自身的抗震程度。 目前来看我国对于土木工程的在建筑结构上的抗震程度要求不是很高,其主要的要求就是:小震不坏、中震可修、大震不倒,所以在进行工程的设计中必须要做好以上几点。

2. 有关土木工程的抗震方式的相关措施

2.1重视工程场地的选择。 在进行土木工程的结构场地选择的时候,首先要对整个工程的场地进行考核,确定好施工场地的状态,并且需要施工单位对于施工当地的气候以及地形、地质条件都进行考察,尽可能的避开断层、滑坡、凹陷等不良的地段,如果没有办法避开这些地段,则需要在这些地段上施加一定的安全防护措施,以免出现意外。

2.2合理的选用工程的材料。 选择合理的施工材料是整个工程在建造的过程中十分重要的一个环节,在进行土木工程的建造之前,就需要施工单位把所需要的材料的抗震系数都确定好,并且对材料的抗震系数进行分析和总结,确保所选择的材料的抗震性良好。同时也需要考虑到整个建筑,不能出现整个建筑全部都依赖一种材料这种问题,以防出现一个材料出现问题,整个工程都需要重新开始这种问题,要求工程中的每一种材料都有其各自的位置,但是不能出现过分依赖某一种材料这种事情。

2.3合理的设计以及选择适当的材料。 在进行土木工程的建设的时候,要保证整个工程的设计结构十分匀称,同时要保证整个工程的稳定性以及安全性,需要提高的不是一个工程中的某一部分的抗震效果好,而是要整个工程的抗震效果都好,而对于材料的选择上则需要材料的硬度相对于强,不易于变形。

2.4设置多道抗震措施。 设置多道抗震防线是整个工程中必不可少的一项,其设计的原理就是:在发生地震的时候,首先需要在构件中延性较好的材料发挥其抗震的作用,并且需要其他的构件同样也发挥一定的作用,但是在实际中只有突破第一防线建筑物中的其他材料才会受到影响。

3. 结束语

(1)虽然我国在建筑结构抗震研究中已经取得了很大进步,但是仍存在许多需要解决的问题,要想优化建筑结构抗震设计,取得进一步发展,不仅需要建筑结构工程技术的不断发展,严格按照建筑规范设计,满足抗震要求,保证设计的科学性、合理性,提升建筑的抗震性能,设计安全性高、稳定性强,能够满足抗震要求的建筑物,还需要相关准则的不断优化,适应新形势新标准的要求,提升我国建筑结构抗震设计的高水平。

(2)在进行土木工程的设计过程中,其自身的抗震性能是设计中一个十分重要的一点,所以在进行土木工程的抗震设计的时候,需要综合各方面的因素来进行相关的设计,并且有效的去提高整个工程的结构设计,可以采取以上所述的相关要点来进行归纳和总结,在根据自身的工程特点最后制定出一个独特的符合自身需要的一个抗震方式,同时在选择设计人员的时候尽可能的去选择专业素养较高的从业人员,并且以此来有效的提高土木工程中的相关抗震的性能,这也可以有效的保证当地震发生时我国的人员伤亡以及财产伤亡都能减少。

参考文献

[1]陈道明.探讨土木工程结构设计中的抗震[J].中国建筑科技,2015(11).

第2篇

关键词:土木工程;结构设计;抗震

1土木结构设计中抗震要求概况

地震的发生具有一定的瞬时性以及随机性,当前国际上还未出现能够精确的预报地震的测量仪器。在建筑工程当中,土木工程结构是建筑物的基础,其结构在发生地震时会出现一定的形变现象,严重时还会出现倒塌。因此在进行土木工程结构的设计过程中一定要根据其结构的抗震理论以及抗震设计的实际经验来分析结构的抗震反应状况以及能力。同时设计人员在设计时要以抗震规范及当地实际情况为依据来进行灵活的结构抗震设计,逐步的解决在设计当中出现的诸多问题,从而保证设计的质量。此外,建筑结构的整体体型以及衔接位置的构造设计也是影响其抗震性能的主要因素,因此在设计的过程中要充分的考虑这两点,从根本上来提升结构的抗震性能。

2影响土木工程结构的抗震性能的因素

2.1土木工程建设的场地选择

对于土木工程结构来说,其场地的合适与否是影响其抗震性能的因素之一。因此,在进行土木工程结构建设的过程中,工作人员首先要做的就是选择一定合理的施工场地,从而保证土木工程结构的抗震性能。但是,在选择结构施工场地的过程中要注意以下几点:(1)仔细检查场地的地基状况。土木工程结构施工场地的地基只有在保证拥有一个平稳的状态,才能够避免其在发生地震时由于地基不稳而导致结构损坏甚至是倒塌的现象。(2)保证场地的平坦性以及开阔性。在发生地震时,通常都会出现断层以及滑坡的现象,因此在选择场地时一定要选择较为开阔平坦的地区,从而保证地基的稳定性,以此来提高结构的抗震性能,从而避免出现滑坡以及断层的现象。

2.2材料的选用以及结构体系的设计

合适的建筑材料以及结构体系与土木工程结构的抗震性能有着非常紧密的联系。因此在进行结构体系和材料的选择时一定要根据结构抗震的需要来进行,以此来提升结构的抗震性能。当前,钢筋混凝土结构时土木工程施工当中常用的结构体系之一,但是其在使用当中常会出现侧移以及弯曲的现象,大幅度的降低了结构的抗震性能。实际上,钢结构以及型钢混凝土这类的结构能够有效的提高结构的抗震性能和降低柱断面尺寸,从而达到抗震的目的。

2.3合理控制土木工程结构的高度

无论是何种结构都要对其高度进行合理的控制,这样才能够保证结构的抗震性能。在地震灾害当中,建筑结构的受损程度与其高度是成正比的,因此要想降低地震对结构的破坏就要将其高度控制在合理的范围内。过高的建筑结构其稳定性就不能够承受地震的冲击力,结构也就出现一定的变形现象。在进行结构设计时,设计人员要结合工程施工环境以及现场的情况来进行高度的确定,以此来提高结构的抗震性能。

3土木工程建筑的主要抗震措施

3.1在土木工程的地基中使用特殊的防震材料

在土木工程结构当中使用隔震材料主要针对其地基进行的,这主要是为了降低地震对建筑物的伤害。建筑地基在传统的抗震处理当中通常是在其底部进行黏土以及砂子的铺设,这种方式虽有一定的抗震效果,但是却未有效的提高结构的抗震性能。当前,在进行土木工程结构地基抗震处理当中,传统的砂子和黏土已经被现代沥青所替代,这就有效的提高了地基的抗震性能,从而降低了地震灾害对结构的影响。

3.2重视工程场地的选择

在选择结构施工场地之前,设计人员首先要考核整个工程场地,分析工程施工场地的状态,同时在确定场地时要对当地的气候、地理环境、地形以及场地的地质条件进行细化并充分的考虑,要避开凹陷、滑坡以及断层的地段,若必须在这些地段上进行施工则要进行有效的安全防护,从而保证结构的安全性。

3.3在建筑物的节点处设置隔震装置

在发生地震时,其能量会从建筑物的底部逐步的传递到其顶部,也就是说其能量是不断上升的。因此在建筑物的各个关键节点设置一定的隔震材料或减震器能够降低地震能量传递的影响。由于高层建筑使用隔震装置会将楼层的自震周期加强,隔震装置的作用不能够得到有效的发挥,因此其不适用于高层建筑当中。在较低的建筑当中应用的隔震材料较为常见的是橡胶垫以及混合隔震措施,在进行隔震设计时,粘性隔震、设置隔震支座以及摩擦隔震这三种方式较为常用。其中,在建筑物当中设置隔震支座能够有效的提高建筑物的稳定性,同时能够吸收地震能量,具有一定的自我恢复能力,其应用更加的广泛。

3.4均匀地进行竖向设计

设计人员在进行结构设计时一定要合理的掌握控制建筑高宽比以及上下结构比例之间的竖向收进尺寸,同时要对其竖向受力进行深入的分析,从而保证抗震性能。同时,设计人员要确保结构不会在突然受力的作用下而出现变形现象,也就是说要保证结构整体的强度和刚度,这就要求其在设计时要保证洞口的整齐性。此外,设计人员要保证同一层的竖向构件与其它层刚性的一致性,通过合理的措施来提高结构的延性,从而保证其整体刚度的平衡性,同时确保其能够有效的分散地震的能量。

4结束语

综上,抗震性能以及结构的稳定性和安全性是在土木工程结构设计当中的重点,同时也是人们关注的重点。在设计过程中,设计人员要掌握现场的情况,选择合适的施工场地、布置合适的结构体系以及使用抗震材料,掌握抗震设计要点,从而有效的提高结构的稳定性以及安全性。

参考文献:

[1]赵复苏.探讨土木工程结构设计中的抗震研究[J].工程技术:文摘版.

第3篇

【关键词】 土木工程 结构设计 抗震

前言:目前人类对于地震还没有科学的预报体系,因此在地震无法预测的情况下,只有尽可能使土木结构建筑设计对地震具有一定的抵抗力,才可以最大限度的减小地震对生命财产的危害,早期土木工程建筑在其设计之初没有考虑抗震因素;或者有的将抗震因素囊括设计中,但是由于年久失修或者所在地基土质强度的减弱而造成建筑物和土木结构在地震中的毁坏,因此加强土木工程建筑结构设计初期抗震性,对其以后长期使用有着积极的作用。

1土木结构设计中抗震要求概况

众所周知,地震的发生具有很强的随机性和瞬时性,即使最精密的测量仪器也不可能精确的预报地震的到来,土木工程建筑设计的预案是建筑物的建设基本框架,在地震时其自身的结构会出现无法计算的形变。因此,在土木工程结构设计中加强抗震性的环节中,要根据土木结构抗震理论和土木结构设计抗震的实际经验,来对土木结构的抗震能力及反应状况进行分析,土木结构设计人员要根据土木结构的毁坏过程灵活的创新抗震设计方法,各个击破的解决土木结构设计所出现的一系列问题,在设计过程中不仅要考虑土木结构的整体布局,还要兼顾衔接位置的构造,以达到从根本上提高土木结构的抗震性能。

2土木结构设计的现状

近几年来建筑物的层数及其高度日益增加,出现了许多的新式框架结构包括筒体刚性结构,多筒嵌套结构及巨型结构等,高层土木结构的抗震性能,承载能力,材料耗费量,造价高低,与其自身采用何种结构有着直接的联系,不同的土木结构体系,适用于不同高度,使用功能的建筑物。在土木结构的设计之初,水平力对其的影响最大,尤其是在地震的高发地区,剪切力承重墙结构因为其施工周期短,刚度大,抗震性能优越在土木结构设计中广泛的应用。此外悬挑和悬挂结构在土木结构设计中采用较少,是因为土木领域对其分析研究不够准确深入。

2.1土木结构设计的特点

在一定的建设用地中,建造层数较多的建筑可以容纳更多的居民,土木结构要承载建筑物自身及附属物的全部重量,对于层数较少的土木结构仅需要承载上述的重量,但是层数较多的土木结构承载除了上述的重量外,还需要承载风力等自然因素的水平力,这就要求土木结构具有较强的抗侧力,在高层的土木结构设计中,对抗侧力应放第一位,水平荷载其次。对于高度一定的土木结构,风荷载和地震的共同作用会随着土木结构抗震性的不同而又明显差异。

2.2土木结构抗震要求更加苛刻

在土木结构设计之初对其抗震性作出要求时,要顾及到其正常使用时的承载能力,还要使土木结构具有优良的抗震能力,这样才可以使土木结构遇小震不坏,大震不倒。对土木结构延性的计算是一项繁琐的工作,唯一简单的方式是通过土木结构的构造措施来预算。在高层土木结构的设计中,为了使其结构有良好的延性,其结构构件的规格,材料及配筋率有着严格的要求,此外,土木工程结构的剪力墙的横截面积往往很大,所以在土木结构的设计中其变形是不可忽略的。

3土木工程建筑的主要抗震措施

土木工程的抗震设计,指的是对建筑的地基进行特殊的处理,对建筑的不同结点设置抗震措施,对建筑的薄软部分进行防震处理。在本文中,笔者根据土木工程建筑中抗震技术类型,并且结合大量的资料,提出了几点具体的土木工程建筑的抗震措施,笔者根据技术方向的不同,对防震措施进行了以下几点的分类。

3.1在土木工程的地基中使用特殊的防震材料

使用隔震材料对土木工程建筑进行隔震处理,指的是主要对土木工程建筑的地基进行抗震处理,降低地震发生时强大的地震能量对建筑物造成的损害。在传统的方法中,主要是在建筑地基的底部铺设上砂子和黏土等等,在一定的程度上降低了地震的负面影响。近年来,随着我国在建筑事业上不断加大投资,有关部门在土木工程建筑防震上已经取得了很大的进展,就比如在建筑地基处铺上一层沥青,减震的效果相比于砂子或黏土更好。在建筑物的围栏,墙体等等材料的选用上,尽可能的选取材质比较轻的材料,降低地震来临时的危害。

3.2在建筑物的结点处设置隔震装置

在土木工程关键的结点处设置特殊的隔震材料,降低地震来临时的危害。地震在发生的时候,能量是呈不断上升趋势的,会从建筑的底部传递到建筑的顶部。而在建筑物的结点上,设置隔震装置,对极大的影响地震能量的传递效率,但是这种隔震装置不适合高层建筑使用,因为高层建筑使用这种装置会加强楼层的自震周期,起到的效果不大,所以这种在建筑的结点处设置的隔震措施只适合一些楼层数少或者高度比较低的建筑。这种隔震措施在组成上也比较简单,橡胶垫与混合隔震措施是比较常见的材料,隔震方法主要有摩擦隔震、粘性隔震、设置隔震支座等等,其中隔震支座能够稳定的支撑建筑物,并且具有一定的自我恢复力,在地震能量吸收上起到的作用比较大。

3.3土木工程建筑的设计走向

地壳运动是地震产生的主要原因之一,地震的发生与当地的地质结构有很大的关系。所以施工单位在选择建筑地址的时候,一定要对当地的地质环境进行考察,并且通过计算分析出当地震发生时的可能走向,使建筑物的走向尽可能与地震的走向垂直。通过对汶川和玉树地震的研究显示,倒塌的建筑物中,与地震走向平行的较多,这就证明了与地震走向平行的建筑在地震发生时损害的程度比较大。

结束语

随着我国在土木建筑行业上投入精力的增多,其地位也在不断的上升。在土木工程建筑的设计中,实现建筑的稳定和抗震性能也是当前必须要重点关注的话题,所以相关部门要加强建筑行业抗震技术的关注度,促进抗震技术进一步应用于土木工程建筑行业。

参考文献

[1] 任宇霞,唐玉娇,张静等.浅谈土木工程结构设计中的抗震研究[J].城市建设理论研究(电子版)

第4篇

关键词:土木工程;结构;抗震

中图分类号:TU352文献标识码:A文章编号:2095-9052(2016)0002-000496-01

一、土木工程中影响抗震的因素分析

1.传统的抗震方式

首先,传统的抗震理念是从长期积累的工程经验中总结出来的,不具备精确地可测量性和科学性,如此一来,得到的结果就带有一定的局限性,是根据主观意识和部分客观意识得到的,所以需要不断地进行实验考核。另外,即使通过理性分析得到结果,也只是定性而不是定量分析。抗震建筑的设计被强加以法定意义上的不可逾越性,给土木工程设计人员造成一定的工作局限性。

2.结构设计的基本点

在建筑设计的过程中,要想使材料灵活运用,就需要结构上的形状简练,简单的结构设计可以更加清晰的对建筑物的每个部件进行分析,提升数据的精确性。其次是竖向结构的设计,如何更加均匀是要着重注意的,保证建筑物不会因为遭受猛然的外力袭击而发生改变。再就是整体设计的合理性,建筑物的根基最为重要,若底部的承重能力差,那么各部件的牢固性将减弱,使得重心偏离根基点。

二、如何加强土木结构的抗震能力

1.建设过程中的场地选择

建筑设计之前的必要环节就是选择场地。在进行调查工作时,关于整块地域的地形地貌也要加以了解,有些地层曾发生过断裂、凹陷的情况,应适当避开,确保建筑工程中的抗震效果。若部分凹凸不平的地域无法躲避,要进行相应的预防措施,对不良路段加固防护。

2.建设材料及建设结构的选择

材料的选择从一定程度上决定整个土木工程设计的抗震性能。在设计的初始阶段要针对不同的材料进行仔细研究,以及材料的质量对整个建筑物的影响。通常意义上说,要致使少量材料的损坏对整个抗震效果并无影响,避免出现依赖单一材料进行设计的情况。除此之外,工程运作前的设计简图也是重中之重,图纸应明确地表现材料发的作用、建筑物的抗震能力和重量承载力。结构设计的过程中注意整体的结构强度,采取具体可行的加固方式,提升建筑物的抗震能力。

3.工程设计的高度选择

在生活中,不管何种工程的实施都需落实在一定的高度基础上,工程设计的高度选择对于提升建筑的抗震性具有十分重要的意义。据实际情况调查得出,地震在发生的过程中,高度与地震带来的危害成正比,即高度越高危险性越大,破坏越严重。所以在结构设计的过程中也要考虑建筑物的高度,与合理的设计相辅相成,提高工程的稳定性。

三、抗震概念的普遍规律

1.里应外合

在地震发生的时候,外部因素的作用力强于内部。泥土滑坡、地层断裂等情况造成建筑物相应的损坏,所以在进行工程设计时,判断所处地域的地层相当重要。地震运动会使房屋倒塌,建筑物根基晃动,造成人员伤亡。外部作用首先是软土地域的缺陷。软土在地震发生时会扩大震源,深陷土底致使工程整体向内歪斜。其次是液化的泥土,地震时的液化会导致地面表层的喷水,根基的泥土完全失去作用力,因此我们应重视建筑物的选址。内部原因主要指合理选择建筑结构,重视建筑物的平面对称,提高抗震能力,各内部构造与楼板无缝连接。

2.刚柔并济

每件事都具有两面性,这一概念同样在土木工程设计中适用。在构件的使用中,应注意刚硬部件与柔软部件的结合,构成整体的零件不同,每块零件的刚度优劣也不尽相同,在地震发生时,刚度较弱的地层会首先发生破坏现象。所以在建筑构件的设计中也应注意相互妥协,满足工程结构的整体统一。

四、抗震设计中的具体措施

1.提高建筑物承载力

如今,我国的抗震目标主要为“小震不坏、大震不倒”,这就需要土木工程的设计能提高抗震能力,保证整体结构的系统机制。多道防线在抗震过程中发挥着重要作用,其原理是:使性能较好的建筑部件首先发挥抗震作用,尽量减小薄弱构件的抗震作用力。

2.重视整体结构选型

上文中提到结构对于抗震性能有重要作用,在此我们根据系统科学的方法提高建筑物在地震来临时的抗倒塌性能。从建筑物的结构整体来说,提升抗震效果并不一定要花费大量资金提高承载力储备,也可以通过设计合理的部件关系来巩固建筑,利用各部件之间的相互作用形成有层次的受力整体。

五、结语

第5篇

为了提高土木工程抗震课程的教学质量和教学效果,文章首先分析了土木工程抗震当前教学中存在的问题,然后从教学手段、教学内容、教学方式等方面介绍了课程教学改革措施。教学实践证明,通过对土木工程抗震课程进行教学改革,能够更好地促进教师提高教学水平,提高课堂教学效果。

关键词:

土木工程抗震;教学改革;教学实践;教学方法

地震是一种突发的自然灾害,是地球内部构造运动的结果。地球上每年发生的地震约500万次,其中有感地震约15万次,造成严重破坏的地震约20次。中国是一个多地震国家,地震发生的区域范围广、强度大。20世纪全世界发生过20多次7级以上的大地震,死亡100多万人。1920年中国海原8.5级地震死亡20万人;1976年中国唐山7.6级地震死亡24万人,16万人伤残,财产损失30亿元以上,名列20世纪世界地震史死亡人数之首;2008年中国汶川8.0级地震造成约7万人死亡,约37万人受伤,约1.8万人失踪,直接经济损失8452亿元,是以来破坏力最大的地震,也是继唐山大地震后伤亡最惨重的一次。为了减轻建筑的地震破坏,减轻人员伤亡,减少经济损失,将损失降低到最小程度,土木工程专业技术人员需要掌握有关抗震的知识,对结构进行抗震设计。

一、土木工程抗震课程教学中存在的问题

土木工程抗震是土木工程专业的一门重要专业课,土木工程专业学生学好这门课将会受益匪浅,但是现状却不令人满意。目前在本科教学中,该课程课时一般在40学时左右,课时相对较少,但该课程涉及到的内容又较多,主要涉及到结构动力学、混凝土结构抗震设计、砌体结构抗震设计、钢结构抗震设计、工业厂房抗震设计、桥梁工程抗震设计等。该课程一般安排在第六学期或第七学期,这一时期是学生忙于研究生考试复习和找工作阶段,一部分学生身在课堂但心在别处,往往心不在焉,学生学习该课程积极性不高。如何在有限的教学课时内完成教学任务,提高课堂教学效果,对教师来说是一大挑战。土木工程抗震课程教学改革的目的是在有限的课时内提高该课程的教学质量,增强学生对土木工程专业课程的兴趣,以培养既掌握专业所要求的知识和技能,又熟悉相关专业知识的较全面型人才[1]。

二、土木工程抗震课程教学改革采取的措施与实践

近年来,作者结合自身的教学实践,积极进行土木工程抗震课程教学改革,在教学手段、教学内容、教学方式等方面进行了一些有益的改革与实践,取得了良好的教学效果。

(一)上好绪论课,激发学生学习土木工程抗震的兴趣绪论课是土木工程抗震的开篇,作为教师来说应高度重视绪论课的教学。因为绪论课是学生了解土木工程抗震这门课的窗口。绪论课上得好不好对整个课程的教学成功与否至关重要。通过绪论课的学习,要让学生对土木工程抗震这门课有一个大致的了解,深刻理解学习这门课的目的是什么,为什么要学习这门课,这门课对土木工程专业学生来讲起多大的作用,使学生深切地感受到土木工程抗震这门课的重要性,使学生深刻认识到现在不学好土木工程抗震方面的知识,将来在实际工作中万一出现失误,有可能造成重大人员伤亡和财产损失,提高学生学习这门课程的自觉性、主动性和积极性。怎样才能上好绪论课呢?作者认为不妨采用多媒体条件下的案例教学法[2]。多媒体案例教学通过采用大量真实、典型的案例和大量的图片资料,使教学更加直观、形象。例如将汶川地震的相关资料引入课堂,“2008年5月12日14时28分04秒,在四川省阿坝藏族羌族自治州汶川县发生里氏8.0级地震,震源深度14公里,震中烈度11度,地震持续时间约为2分钟,地震造成69227人遇难,374643人受伤,17923人失踪,直接经济损失8452亿元。”通过上述资料,可以启发学生认真思考以下问题:(1)为什么这次地震称为汶川地震,引出“震中”这个概念;(2)里氏8.0级地震是怎么测定的,引出“里氏震级”概念和震级的测定方法;(3)从“震源深度14公里”可以引出“震源深度”这个概念,根据震源深度地震可以划分为哪些类型,汶川地震属于哪一个类型。在绪论中给学生讲述地震灾害时,可以通过多媒体将汶川地震造成的震害分类给学生显示出来。在给学生演示汶川地震所造成的灾害时,启发学生思考为什么会造成这样的破坏,通过这些破坏现象,我们能否从中发现一些地震破坏规律,在今后的设计中我们可以采取什么样的措施来减轻这些震害。

(二)多媒体与板书相结合,提高课堂教学效果在进行土木工程抗震课程教学中,尽可能采用多媒体与板书相结合的方式提高课堂教学效果。一方面采用多媒体教学具有形象、生动、直观、易于理解优点。土木工程抗震课中,一些内容适合采用多媒体教学,例如地震灾害(主要包括地表破坏、工程结构破坏、次生灾害、人员伤亡等),采用多媒体教学可以直观地把灾害显示给学生,学生从地震灾害图片中也更容易理解和掌握有关地震造成的破坏。当然,并不是任何问题都适合采用多媒体教学。土木工程抗震课中有些内容适合采用板书教学,比如给学生讲解振型分解反应谱法和底部剪力法算例时,采用板书教学更合适些。这样的算例采用板书教学可以给学生留有足够的时间思考、琢磨和消化,让学生更容易掌握振型分解反应谱法和底部剪力法的计算步骤,知道采用上述方法计算地震作用时需要哪些步骤。因此,对于该课程来说,最好的教学手段是多媒体与板书相结合,优势互补,提高课堂教学效果。此外,在土木工程抗震的课堂教学中,作者尝试采用双语教学[3]。将课堂上易于用英语表达清楚的内容做成英语课件,一些专业词汇用英语来表达。在近几年的双语教学实践活动中,作者发现采用双语授课在一定程度上能够帮助学生理解专业知识。但是采用双语教学也存在较大的难度,最大的难度在于没有合适的符合《建筑抗震设计规范》(GB50010-2010)的英语教材。

(三)调整教学内容,适应新的教学要求土木工程抗震教学内容可以分为“基础篇”和“应用篇”两部分[1]。基础篇是土木工程抗震基础知识,主要包括地震基础知识,土木工程抗震概念设计,场地、地基和基础,地震作用与结构抗震验算,结构隔震与消能减震等内容。在进行基础篇讲解时,应重点讲授基本概念和原理,注重基本概念和基本原理的讲解。土木工程抗震概念设计是根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。抗震概念设计在整个土木工程抗震设计中占有重要位置,它贯穿于整个工程设计过程中,从一定意义上说,它比抗震计算更为重要,原因在于地震具有很强的不确定性、随机性等,想要精确进行抗震计算比较困难。要想使结构具有良好的抗震性能,很大程度上取决于良好的概念设计,有必要加强学生抗震概念设计的能力。应用篇是抗震设计原理在不同结构形式中的具体应用,主要包括混凝土结构房屋抗震设计、砌体结构房屋抗震设计、钢结构房屋抗震设计、单层工业厂房抗震设计、桥梁工程抗震设计等。该部分内容应根据不同的专业方向有重点地讲解其中的内容,做到因专业方向而异,根据不同的结构形式特点重点从抗震概念设计、抗震计算和抗震构造措施等方面进行讲解,拓宽学生的专业知识,使其学会灵活运用工程专业知识解决工程实际问题的能力。

(四)将最新科研成果融入课堂教学中在讲授土木工程抗震课程时,作者结合自身的科研工作专门抽出时间,给学生进行有关抗震的专题讲座,例如进行基于性能的抗震设计专题讲座、基础隔震设计专题讲座、振动控制专题讲座等,将最新的科研成果融入课堂教学中。进一步加强科研与教学的结合,及时将最新科研成果引入到课堂教学中,尽可能发挥科研对教学的支撑和反哺作用。

三、结语

土木工程抗震课程课时少,内容多,具有较强的综合性。作者通过对该课程在教学手段、教学内容、教学方式等方面的教学改革与实践,在一定程度上提高了课堂教学效果,在激发学生使命感的同时,增强了其主人翁意识。当然,课程教学改革永无止境,还有许多地方需要进一步完善,达到进一步提高课堂教学效果的目的。

参考文献:

[1]尚守平,封周权,李峥.“工程结构抗震”课程教学改革研究[J].建筑教育改革理论与实践,2006(8):221-224

[2]梁炯丰,易萍华,何春锋.多媒体条件下案例教学法在建筑抗震设计中的应用[J].高等建筑教育,2009,18(1):134-136

第6篇

关键词:土木工程;结构;地震反应;分析方法

中图分类号:TU318 文献标识码:A

1、引言

随着经济设计的发展,土木工程行业取得了很大的发展,土木工程在整个国民生产过程中扮演着很重要的角色,为人们的生产和生活做出了很大的贡献。土木工程结构设计的安全性和经济性是对设计最核心的要求,在市场经济环境下,为了安全性而一味追求结构的性能将无限制的扩大成本消耗,就会造成工程盈利能力的下降,显然不利于企业和市场的发展,相反只追求经济性不顾安全也是不可取的,因此,结构设计应做到安全和经济的和谐统一。当代土木工程抗震的研究已经进入到了一个新的阶段,人们对位移、能量等对建筑的影响进行了深入的研究,在上个世纪的末期学者对地震的研究中提出了性能抗震的设计方式,即土木减震结构在设计中满足使用功能外,利用不同的位移指标对结构进行性能调整,从而产生抗震效果。此种结构设计实际上就是对地震破坏进行定量或者半定量的控制,对地震的反应和损伤程度进行评价与预防,使其在预期的控制范围,从而在最经济的条件下控制地震造成的负面影响,其不仅仅可以保证生命安全也可以从性能目标上对建筑结构进行控制。目前结构抗震性能设计的方法有:承载力、位移分析、能量设计等,这些设计方式所考虑的基础不同也就形成了不同的结构抗震设计结果。

2、土木工程结构设计的问题分析

2.1、结构设计的概念

结构设计是结构防止破坏倒塌的能力保障安全,是结构工程最重要的质量指标,结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准,也与结构的正确使用(维护、检测)有关。土木工程的设计和施工在整个建筑过程中占据着重要的地位,土木工程的施工质量严重影响了整个建筑的施工水平,在建筑领域,施工的质量和安全性问题永远是人们关注的热点话题,土工程的结构设计是整个施工过程的基础,需要引起极大的重视。从目前形势来看,我国建筑部门关于土建结构工程设计的安全管理水准较低,远远低于国际要求水平,工程事故发生的概率偏高,在重大灾祸中往往会发生巨大的损失。分析我国的土木工程结构设计可以发现,我国工程设计规范很欠缺,工程牢固性差,结构构件没有足够的承载能力,在整个建筑中,结构的整体牢固性是建筑安全的保障,是土木建筑工程结构的安全设计的第一要考虑的问题,是安全设计应具备的最基本的能力,结构的整体牢固性还关系着工程的质量和使用寿命。我国土木工程起步较远,相关的技术水平还跟不上国际步伐,整个行业的发展比较落后。

2.2、土木工程结构设计中存在的问题

(1)安全性不够

建筑质量问题和施工安全问题永远是人们关注的热点话题,也是土木工程领域必须思考的问题,目前,我国土木工程结构设计的安全性得不到保障,安全性较低。土木工程结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、安全系数范围的定位、结构工程的整体牢固性与结构工程的耐久性等几个方面,由于我国土木工程起步晚,发展相对比较落后,在这些方面的安全规范设计要求比较低,这样往往就会造成实际施工难以完全完成结构设计的要求,从而降低整个建筑工程的质量。

(2)整体牢固性差

土木工程建筑设计施工在保证施工质量和施工安全的同时,还要保证整个土木建筑的整体牢固性,结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏而不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力,是土木工程建筑应该具备的最基本的能力。土木工程建设完工后的产物要符合人们的要求,要能够经受住风霜雨雪,对于有特殊用途的建筑,还要采用相关的设计方法优化建筑的性能。结构的整体牢固性主要依靠结构良好的延性和必要的冗余度,这样的结构可以减少建筑在面对灾害时形成的损伤。目前,我国土木工程结构设计的整体牢固性差,应对灾害的能力低下,往往会造成很大的损失。

2.3、土木工程结构抗震性能原理分析

目前的土木工程抗震结构设计实际上就是对地震破坏进行定量或者半定量的控制,对地震的反应和损伤程度进行评价与预防,使其在预期的控制范围,从而在最经济的条件下控制地震造成的负面影响,其不仅仅可以保证生命安全也可以从性能目标上对建筑结构进行控制。其控制可以从土木工程的经济性上进行控制,即出现损坏时降低其使用功能与恢复的费用,将损失控制在最小。

当前结构抗震性能设计的方法有:位移分析、承载力、能量设计等,这些设计方式所考虑的基础不同也就形成了不同的结构抗震设计结果。基于承载力的设计已经成为了国际规范采用的主要设计标准。能量设计则是在上个世纪中期被提出,提出结构和内部设施被破坏的程度是由地震所产生的输入能量与结构消耗能量共同作用而形成最终的破坏结果,此方法可以直接对结构损坏情况进行评估,但是参数的选择则比较困难,因为无法选定一个相对固定的标准,因此使用起来较为困难。

3、土木工程结构地震反应分析方法

地震作用理论主要研究地震时地面运动对结构物产生的动态效应,结构的地震反应是由地震动力和结构动力特性两个方面决定的,因此,地震反应分析方法的发展是随着人们对这两方面的认识逐渐深入而提高的,目前世界各国的土木工程结构抗震设计规范中普遍采用的是确定性地震反应分析方法。

3.1、非线性时程分析方法

时程分析法兴起于20世纪40年代,用于进行超高层建筑结构的抗震分析和工程抗震研究等,到80年代,已经成为很多国家抗震设计规范和抗震研究工作的分析方法之一,动态时程分析法是结构在地震动作用下的响应时程,可详细了解结构在整个地震持续时间内的结构响应过程,同时反应出地震动的振幅、频谱及持续时间内对结构的影响,时程分析通过结构构件内力的变化及构件逐步开裂可求出弹性和非弹性阶段的结构的内力与变形,这时结构的薄弱部位的位移即将达到最大值,从而造成结构的最终破坏,直至倒塌的全过程,动态时程分析方法是随着强震记录的增多和计算机技术的广泛应用而迅速发展起来的以研究结构抗震的一种分析方法,动态时程分析理论考虑了反应谱不能计算结构和结构构件在每个时刻的地震反应包括内力和变形等,对于复杂结构体系,振型密集以及结构受到强烈地震时发生非线性反应的情况下,能够更真实地反映出结构的地震反应,从而能更精确细致地反映出结构的薄弱部位,因此采用动态时程分析理论进行地震反应分析和抗震设计成为在抗震领域比较常用的一种分析方法,但是,动态时程分析方法计算量比较大,耗时多,建立模型复杂,而且需要对计算结果进行整理做统计分析等。

3.2、高层建筑土一结构相互作用地震反应分析方法

现行建筑抗震设计规范中采用的抗震设计方法是以刚性地基假定为前提的,即在进行建筑结构的地震反应分析时,采用刚性地基假设,用一维场地模型计算地面运动的时程反应或反应谱,将它们作为结构基底的地震动输入。这种方法比较简单易行,且对地基的刚度比上部结构大得多的情况是近似合理的。但对重大建筑物,如高层建筑这种高、大、重的结构体系,土与结构之间的相互作用非常明显,上部结构通过基础对地基土体的反作用会改变地基土体的地震动和地面地震动随时间的变化过程。特别是在特殊场地条件下,如软土、盆地等,长周期地震动幅值的放大效应会对周期较长的高层建筑产生严重影响。因此,人们发现这种刚性地基假定在一些情况下是不符合实际情况的。由于三维土-结构相互作用分析的复杂性和巨大的计算量使其难以在实际中应用,而质点串模型又过于简单,所以在很多的研究中,必须根据高层建筑上部结构、地基及基础的受力特性建立一种高层建筑土-结构相互作用分析模型及方法,即结构相互作用平面分析方法,对高层建筑地震反应影响和抗震设计方法提供了分析手段。

4、结束语

随着经济社会的发展,人们的思维观念在不断改变,土木工程为人类的生产和生活做出了巨大贡献,在当今形势下,土木工程的结构设计改良势在必行,本文对目前普遍采用的土木工程结构地震反应分析方法作了总结,通过总结整理出土木工程结构地震反应分析方法的主要特点。

参考文献:

[1]彭潇.基于土—结构动力相互作用的多高层结构地震反应分析方法研究[D].湖南大学,2006.

第7篇

【关键词】土木工程;设计

中图分类号:S611文献标识码: A

一、土木工程结构设计的重要性

(1)土木工程结构设计是关系到整个建筑的质量与安全的关键,尤其是土木工程结构设计的安全性已经成为土木工程考虑的首要因素。现代社会,建筑行业蒸蒸日上的发展对于建筑的质量与安全的要求越来越严格,因此,要保证土木工程的质量与安全,必须要重视土木工程结构设计的重要性。

(2)土木工程结构设计关系到施工单位施工水平的高低。土木工程结构设计是工程的前期准备,也是关键所在,前期设计工作质量不高,将会导致后期的施工过程不能顺利进行,严重的会引起施工中的不安全事故的发生,威胁到了施工人员的生命安全,并增加了建筑成本,影响到整个建筑的质量水平。

(3)土木工程结构设计也关系到国家基础事业的发展与人们的生命安全。土木建筑工程是国家的基础事业,关系到国家的整体发展情况,只有做好土木工程结构设计,才能保证整个工程达到国家建筑业的标准。

二、土木工程结构设计中存在问题的解决措施

(1)设计详细的图纸。土木结构主要是体现在土木图纸中,同时也是施工时的重要依据。一旦图纸出现问题,就会影响到整个土木的施工。所以,设计土木图纸的土木结构设计师一定要认真负责的按照规范完成,不能盲目的为了追求速度而将标注省略。与此同时,在设计图纸的过程中,对于所出现的复杂之处、细微之处要进行详细的标注,以免在日后的土木工程施工过程中出现一些较为麻烦的情况。图纸设计师在设计图纸结束后,应该进行认真的检查,认真的审核出图纸中是否存在一些错误。如若有,则应该及时的进行改正,避免一些不必要的损失。

(2)设计内力组合。内力组合是工程结构设计中抗震设计的关键点,要在调整结构抗震系数的基础上加以科学设计。在进行抗震设计时,构件材料的强度要大于未考虑抗震要求时的材料强度。若是以普通抗震设计材料强度对抗震系数加以计算,那么在实际工程结构抗震设计过程中要对系数加以调整。经过全面的抗震系数调整,提高土木工程结构的抗震能力。

(3)严格的遵循设计规范。在当前土木业迅速发展的今天,如若想保证土木行业能够健康发展,则要求土木商必须严格遵守土木行业方面的法律法规,按照相关的规定进行活动。这就对土木结构设计师提出了很高的要求,即作为一名土木结构设计师,不但要认真的学习设计的规章制度,也要按照相关的规定进行合理的结构设计。以此来促进建设结构设计向着规范化的方向发展,避免在土木过程中发生一些安全问题。

三、提高土木工程结构安全性的方法

(1)从管理上保证设计的安全性。房地产开发人员在选择设计单位时,一定要选择有保障、实力较强以及管理先进的设计单位。因为这样的设计单位一般具备丰富的设计经验,同时他们也具有先进的管理理念,并且设计人员的专业素质都较高。因此,这样可以在设计中更好的提高设计质量,以保证结构设计的安全性。

(2)对相应的理论进行完善和提高。在设计中要对相应的设计理论进行完善和提高,即要求对一些概念性设计有比较深入的了解,并在此基础上保持设计思路的清晰。所以,现在的概念结构设计已经成为了保证结构安全性的主要设计思路。

(3)在设计中做到准确全面。在设计中,应该使用科学化和系统化的管理对整个结构设计项目进行细分,这样有助于将设计的子项目逐一进行完善和审核,也可以保证在设计中不会遗漏任何项目和计算内容。然而,许多设计事故多是由于设计中某一项目或计算参数的遗漏造成的。因此,在设计中对整个过程进行细致而严格的管理、监控和审核就很有必要。

(4)注重对设计文件的说明。设计文件的说明主要是对施工人员的操作提供指示,设计者应该注重说明的表述要既简单又准确,这样才能使不同素质施工人员都能了解设计的内容。尤其在复杂的设计中更应该注意文件的说明,以保证在施工中结构的安全性和设计的安全预期方向一致。

四、设计人员应加强业务水平,严格设计过程的管理

对土木工程的设计人员的选用,应选择综合素质高的,严谨细致的,设计经验比较丰富且有责任感的人员,以保证其土木工程的设计质量。并应加强设计人员的理论学习,尤其应加强设计计算理论和方法的学习,并熟练掌握,同时不断更新知识体系,使自己所掌握知识和水平保持在这个领域的前沿水平。对于设计人员设计过的数据,应认真核对。

在进行建筑工程结构设计时,应该要坚持安全第一的原则,只有以安全为前提促进企业的全面发展,才能保证建筑设计和施工的经济性。提高设计人员的专业知识和能力,并要求遵守安全设计规范,同时提高土木工程设计人员识别质量安全的能力,以确保每一个建筑设计结构的安全性。以建筑物的安全为基础,在此基础上节约成本。土木工程结构设计是以保证建筑安全性和经济性为根本的,只有将二者综合起来考虑,才能实现安全性和经济性的和谐统一。

【参考文献】

【1】姜华.土木工程结构的安全性评估与研究[J].黑龙江生态工程职业学院学报,2013,05:30-31.

【2】王霞,郭志刚.浅谈土木工程中结构与地基加固技术 [J].民营科技2012(05).

【3】杨娇艳. 关于土木工程结构设计中存在的问题与对策[J]. 中国建筑金属结构,2013,14:118.

第8篇

关键词:土木工程;抗震技术;发展应用

1探讨土木工程中抗震结构设计遵循的原则

1.1控制地震对建筑带来的影响

在土木工程建设的过程中,相关人员需要对地震给建筑带来的影响提起重视,并减少地震可能给建筑带来的不利影响。部分工程会将隔离地震层设置在主体与建筑基础之间,通过这样的方式来实现减震的效果。相关人员应该将抗震效果逐步加强,可以将“反摆”设置在建筑物的顶端,“反摆”在地震发生的过程中将相反作用力给予建筑移动的水平方向,从而使地震作用得以抵消,使地震带来的作用效果不断降低,进而减轻了建筑物的内部损坏程度。

1.2结构形式简单

相关人员在开展土木工程抗震结构设计的过程中,应该确保土木工程整体结构相对简单,并且能够通过较为简单的计算方式计算出建筑的结构受力情况,从而为土木工程的抗震设计提供有力的数据支持。于简单的土木工程结构而言,其可以使地震对建筑物的损坏程度降低,并将土木工程的整体稳定性进行提高,进而使建筑物的抗震性能得以保障。

1.3整体设计应该合理、全面、科学

要想使土木工程的抗震性能得到有效提升,相关工作人员应该对土木工程的实际情况进行详细分析,通过分析的结果对建筑物的结构进行规划,使结构设计不科学情况得以避免,从而降低了建筑物整体受损的几率。相关人员在开展土木工程结构的设计时,还应该对各方面的问题进行充分考虑,并对结构中每一连接件的功能进行保障。在进行盖板、基础、柱体以及楼盖等位置的设计工作时,需要对各个部件之间的有效连接进行保障,这样不仅可以使土木工程结构的刚度得到有效保障。还可以使土木工程结构的抗震性能得以提高。

2土木工程中抗震技术必备的条件

2.1经济性需求分析

我国与西方发达国家的经济相比仍然存在较大的差距,在土木工程建设方面也是如此。因此,相关人员在设计建筑的过程中需要从我国的国情出发。于土木工程建设而言,加固施工不仅可以全面利用建筑基本框架,而且可以使建筑结构的可靠度得到有效保障,使已有资源得到充分的利用与挖掘,进而在投入缩小的基础之上提高土木工程的使用功能。

2.2安全性需求分析

相关人员对国内外的地震灾害事件进行了分析得知,导致人员伤亡、财产损失的关键原因是建筑物的损毁以及倒塌。现阶段我国并没有全面了解地震的相关知识,也难以对地震进行全面、有效的预测,因此,相关人员在建设土木工程的过程中,只有通过加固土木工程提高其抗震性能来降低地震带来的生命财产损失。部分建筑物建造的时间久远,其在建设的过程中并没有对抗震设防进行充分考虑,或者抗震设防的分类标准并没有达到相应的标准,因此,致使早期的建筑物难以与现阶段的抗震安全性需求相契合。此外,因为没有充分考虑设计与施工、设计载荷增多等因素的影响,使部分建筑物存在一定的安全隐患。

2.3社会性需求分析

部分建筑物是长期中断或者是不可中断使用的,并且部分建筑物具备相应的纪念价值,不能拆除重建,因此对这部分建筑而言只能进行抗震加固。相关工作人员应该对土木工程的结构进行深入分析,进而保证总体建筑项目的施工质量,同时,还要对其符合社会需求进行保障。

3略谈土木工程结构中抗震技术的发展与使用

3.1科学的选择地基场地

相关人员在开展土木工程抗震设计时,需要对地基场地的选择提起重视。在选择土木工程地基场地的过程中,应该对建筑地区地震的活跃情况进行全面分析,掌控地震发生的时间、频率等情况,并对当地的地质情况进行深入的勘察,在这基础之上科学的评估与分析该地区的抗震设计等级。相关人员在选择地基场地时,应该保证地基场地处于有利的条件中,如果项目施工有特殊的要求选择的地基场地处于不利条件当中,就必须加固地基。除此之外,相关人员可以将地基场地选择在密度较高的基土或者较多的岩石地区,同时,还应该对土木工程地基的抗震能力进行保障。

3.2建筑结构的规则特征需要提起重视

相关人员在开展土木工程施工时,为了增加土木工程的抗震能力,施工人员需要高度重视建筑结构的规则特征。于土木工程结构的设计人员而言,应该选择较为简单的抗侧力结构,还应对结构的规律特征进行保障。在施工的过程当中,科学的分布建筑物的承载能力,可以有效保证建筑物的稳定性以及坚固性。如果土木工程中并不具备规则的结构,在施工的过程中钢心会与建筑结构交叉,并且这种交叉情况较为严重,如果出现了地震灾害就会导致建筑物的构造出现偏离,致使土木工程的稳定性受到严重破坏。所以,土木工程结构的设计人员应该重视建筑结构的规则特征,进而使建筑结构不规则导致的损失情况得以避免。

3.3加固设计分析

第一点,如果土木工程的结构设计存在一些问题,设计人员可以适时的增加构件的数量,并使土木工程的总体强度不断加强,进而提升建筑的总体控制能力;第二点,设计人员应该将建筑承载性不断加强,通过这样的方式将土木工程的抗震性能不断提高。设计人员可以扩增建筑物原截面,进而加强建筑物的稳固性。除此之外,如果建筑物的总体结构与土木工程的抗震标准不符,设计人员可以针对具体情况调整建筑的总体结构,进而实现分散地震作用力的效果,减轻地震灾害可能对建筑物造成的破坏。

3.4科学设计隔震项目和消能减震

于地震常发带而言,土木工程在建设过程中必须具备相应的抗震能力,此外,还应该具备隔震能力与消能减震的能力。相关人员应该对建筑物的情况进行具体分析,根据建筑物实际情况确定建筑使用的隔震技术,并在这基础之上科学的选择隔震支座,进而增强建筑物的抗震能力。除此之外,研究人员应该科学设计抗震及隔震构建,并掌握建筑用材的延性,进而使地震灾害带来的危害逐渐降低。

3.5抗侧力的体形优化

相关人员在土木工程项目开展的过程中,如果选择了刚性结构方案,就可以降低地震灾害对建筑主体结构产生的破坏,并且建筑主体结构发生变形的几率相对较低。如果建筑结构中存在超静定,就会存在一定的塑性铰,这也会降低地震对建筑造成的破坏程度。于建筑结构而言,强度与稳定程度成正比,也就是说强度越低稳定程度越低。相关人员应该将建筑结构的屈服性进行科学优化,在结构遭到破坏时应该对总体的屈服机制进行全面分析,并制定科学的屈服机制,不能简单的依据楼层进行制定。相关人员在设计土木工程的结构时,应该遵循以下几点原则:强节弱杆、强压弱拉、强柱弱梁、强剪弱弯,就是在选取横向杆件时,应当对杆件的轴力进行充分考虑,尽可能保证弯曲耗能,进而实现加强总体构建延性的效果。

第9篇

关键词:土木工程;结构设计;问题;对策

中图分类号:TU318文献标识码: A

一、土木工程结构设计中存在的问题

对于建筑结构来说,其安全性和稳定性是首先必须要进行考虑的,对这些性能会产生影响的主要包括三个方面的内容:施工的质量,建筑工程结构设计以及建筑质量指标,在使用过程当中的情况也会影响到结构的安全和稳定。在我国目前的情况中,结构设计方面存在很多的问题,相关的部门管理不够严格,这将会直接影响到结构的安全性能,进而造成工程事故的产生,使得建筑企业遭受巨大的损失。我国相关的法规也还不是很健全,需要进一步的完善,结构设计的承载能力不足。同时结构的稳定性和变形能力也不足,因此结构在地震或者是爆炸中就很容易受到极大的损伤而倒塌,造成巨大的损失。但是如果在结构设计时进行充分的考虑,使得结构的稳定性和变形能力都比较强,那么结构的损伤会小很多,不至于倒塌造成巨大的人员伤亡。土木工程结构设计在我国的起步比较晚,和国外的发达国家相比,还存在一定的差距,主要的问题包括以下几个方面:

1、土木工程建筑结构基础设计中存在的问题

1.1承重柱截面高度设计过小

在很多的建筑物中对于抗震烈度的要求在六度的时候,很多的建筑结构设计人员认为六度没有必要进行防护措施,这样更加利于受力分析。但是没有防护的结果会导致承重柱的截面较小,在外界强加外力的作用下,会使柱与梁之间产生断裂的现象,这样就会对建筑施工造成严重的安全隐患,降低了建筑的耐久度,一旦有强烈的地面运动就可能会发生倒塌的事故,轻则建筑歪斜,重则人员的伤亡。

1.2砖混结构中建筑工程构造柱与承重柱混淆不清

土木工程砖混结构建筑的构造柱和梁配合设计,可以对防止墙体裂缝产生的良好效果,是提高房屋建筑抗震水平的重要举措。实际上,设计人员混淆了构造柱和承重柱的概念,将承重柱的设计方法直接套用到构造柱设计当中,没有为构造柱设置基础。如构造柱与承重柱混淆使用会降低墙体的约束作用,一旦有地震发生,构造柱的强度不及承重柱就会使其中的薄弱环节遭到破坏,最终导致建筑的坍塌。在建筑的过程中构造柱一般不另设基础,这就会造成承重能力比较薄弱,当构造柱当做承重柱使用的时候,较大的负荷就会使支撑的部分发生裂缝,所以在设计的过程中设计人员一定要正确区分构造柱与承重柱,根据自身的特点在适当的地方使用,避免错误使用带来的安全隐患。

2、结构设计牢固性差

安全是结构工程最重要的质量指标,结构的设计与施工水准在一定程度上决定了工程的安全性,所以结构设计是防止破坏倒塌的重要保障,其中牢固性问题已成为工程结构常见的质量隐患,主要体现在以下几个方面:

2.1工程设计规范的安全设置水准偏低,对结构构件承载能力的安全性、安全系数范围的定位不明确;

2.2工程设计规范的整体牢固性差,在结构工程设计时,设计人员或相关单位不重视设计,也缺少设置安全等级前的论证,因此造成的火灾、地震等人为破坏而造成的整体倒塌现象比较常见;

2.3土建结构工程的耐久安全性差,而且缺少对结构的正确使用与维护意识,对于钢筋锈蚀或混凝土腐蚀不重视,从而导致结构安全事故的出现,并造成了土建结构的使用寿命严重缩短。

3、土木工程结构设计安全设置水准偏低

我国土木工程质量和安全性能不高的另一个原因是结构设计安全设置标准偏低,由此导致了工程安全规范方面的漏洞,致使安全设置规范难以发挥对工程设计的约束作用,工程质量相对较低,较易造成安全事故的发生,损害了工程的建设效益,缩短了工程的使用年限。这些问题的出现都要归因于我国土木工程结构设计安全规范低于国外水平,由此导致施工的质量难以达到国外土木工程施工质量水平。由此要针对工程设计结构安全设置标准加以改善,从而以更高的要求来进行土木工程的施工规范。

二、土木工程设计优化策略

1、完善土木工程结构设计标准

针对土木工程结构设计中的问题,要不断完善各种技术标准,积极吸引国外先进工程施工技术,并根据我国实际情况加以创新。要针对土木工程设计安全设置不足的情况加以规范,提高各种技术标准,使土木工程的设计施工能够提高一个层次,以更高的水平保证土木工程的质量,防止安全事故的发生,保证工程的耐用性和效益水平的发挥。要结合工程设计规范和工程具体实际进行分析,针对不科学的设计规范及时向主管部门反映,及时进行修正,保证安全设置规范的科学性和合理性,保证拥有更高层次的土木结构设计的出现。

2、确定构件截面尺寸

土木工程需要严格控制截面尺寸的构件,其主要有柱尺寸、梁尺寸、板尺寸三种,具体确定方法如下:

2.1柱尺寸。土木工程的结构主体柱截面一般都相同,因此可以估算中柱的截面尺寸,然后估算出整个结构恒荷载的标准值、活荷载标准值,混凝土轴心抗压强度的设计值和柱轴力的设计值等;

2.2梁尺寸。以柱距为标杆。如果柱距相同,则表示边跨梁、中跨梁、边柱联系梁、中柱联系梁等的截面尺寸一致;

2.3板尺寸。需要考虑限制板的挠度、裂缝宽度等因素对铺设在板内管线的影响。

3、内力组合的设计

内力组合是土木工程结构承载力抗震设计的要点,它要求在调整承载力抗震系数的基础上,组合框架梁的内力。

3.1承载力抗震系数的调整

工程结构抗震设计要求材料强度的设计值应大于没有考虑抗震要求时的材料强度设计值。如果采用非抗震设计的材料强度设计值进行计算,则抗震设计需要对承载力抗震的系数进行调整。通过综合受弯梁、偏压柱、受剪等的系数调整,提高结构的承载能力。

3.2框架梁的内力组合

梁承载力的设计控制截面,通常采用梁端和跨中的方式。当地震作用组合的时候,除了要利用梁端的抗负弯矩和剪力设计进行界面的控制,还需要组合梁端的正弯矩。譬如土木工程结构在使用期间,很有可能同时遇到两种类型以上的可变荷载。为了减少结构的不利效应,可以控制可变荷载效应组合和永久荷载效应组合,分别取值1.2和1.35;而如果效用有利于结构设计,则效应取值为1.0,倾覆、漂移、滑移等取值为0.9。

3.3跨间弯矩计算

结构在恒载和活载作用下,可将近似取值跨间弯矩。并根据支座弯矩的调幅和平衡条件,计算得出相应荷载。其中,需要涉及到的计算因素有梁端左右的弯矩、竖向荷载、地震力组合等。

4、安全性设计

在进行安全设计时首先应该注意的就是加强对设计人员的专业素质的要求,让其可以充分的掌握相关设计规范,结构计算要熟练和准确,理论知识要充分,同时培养良好的设计素养。这些都有待于设计人员不断提高自身的专业素质,在工作中对自己严格要求。其次就是相关的设计单位需要进行科学以及有效的管理,施工单位在选择设计单位时需要选择设计经验丰富,相关资质等级较高的单位,这些单位的管理一般都比较的先进。再者就是在进行设计计算时需要细心,除了一般的要求的设计项目需要满足设计要求之外,还需要认真的检查设计的每一个步骤是否有问题,因为一旦计算出现问题,整个设计都会受到影响,因此对于每一个数据都要认真的进行核实和校对。最后就是在进行施工时需要对施工单位进行现场监督,保证施工是按照图纸进行的,在施工验收阶段,通过和施工单位配合,保证施工人员正确的理解施工图纸,避免因为图纸问题引起工程质量问题,同时还应该严格按照工程施工图来进行工程的验收,以保证工程的质量。

5、科学管理,定期检测

土木工程的维护检测对整个土木建筑的使用寿命和质量息息相关。任何质量事故,都是由量变到质变的过程,因此我们需要定期对土木工程施工进行全方位的安全检测。第一,在检测过程中还需相应的监督部门对检测全程监督,以此来督促工程单位以严谨的态度对待检测工作。第二,土木工程的牢固性在正常使用中,很难察悉问题,只有遇到严重灾害时问题才出现,是因为小的隐患逐步扩散导致。所以,需要对土木工程做定期的维护检测。

三、结束语

工程结构越来越大型化、复杂化,超高层建筑、特大型桥梁、巨型大坝、复杂的地铁系统不断涌现,满足人们的生活需求,同时也演变为社会实力的象征。土木工程需要解决的根本问题是工程的安全,使结构能够抵抗各种自然或人为的作用力。因此,要采取切实有效的措施,提高土木工程结构设计的有效性,确保建筑工程的安全。

参考文献

相关文章
相关期刊