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序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇土木工程抗震设计范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
首先,在建造房屋建筑期间,同一个房屋建筑不允许建造在性质不同的地基上。并且在地基应用上,尽量全然应用天然地基或是桩基,尽可能避免出现两种地基各一半的状况。从而增强房屋建筑的整体刚性,提高房屋建筑的抗震性能。其次,在埋置房屋建筑的基础时,需注意其埋置深度的控制。若基础埋置深度过浅,将会减少房屋建筑的嵌固作用,增强房屋建筑在地震期间的振幅,提高震害发生几率。因此在设计房屋建筑的基础埋置深度时,应尽量增加其埋置深度。并认真做好基槽回填工作以及夯实工作,确保回填土可基础侧面的紧密接触,提高房屋建筑地基稳定性。最后,房屋建筑是由上部建筑、基础两个部分所构成的一个整体。因此在建筑室外地坪下,不应应用内外交圈基础圈梁,以免影响上部建筑和基础的整体性。此外,应将上部结构构造柱钢筋嵌入基础圈梁内,从而加强上部建筑和基础的连接牢固性。若建筑建造地段的土质刚度较弱,则还需设置圈梁在基底底部。
二、房屋建筑屋顶与墙体的抗震设计
在地震期间,房屋建筑的受损程度与建筑质量之间呈正比关系。也就是建筑质量越重,建筑的受震害程度则越严重。反之,若建筑质量越轻,那么其受震害程度将会越小。其次,建筑结构越稳定,其在地震灾害中的安全性也越高。因此,在房屋建筑结构设计中,应尽可能最小化建筑质量,以达到最小化减小房屋建筑受震害程度的目的。一方面,减轻房屋建筑围护结构的质量,从而达到减轻房屋建筑墙体质量的目的。若建筑的墙体质量过重,将会降低建筑的抗震性能,使得建筑在面临地震灾害时,易受破坏。因此,在建筑结构设计中,需对减轻墙体重量这一点进行考虑。另一方面,在建筑屋盖设计期间,应尽量选择质量较轻的材质。并且不要在建筑屋顶设计中添加不必要的附属物,以免增加屋盖重量,间接增加建筑高度,对房屋建筑抗震性能产生不良影响。若在屋盖设计期间,个别物品是必须建造的,则需要通过设计尽可能降低其高度,并增强牢固性。选择质量轻的材料,从而提高建筑的抗震性能。
三、房屋建筑结构设计的规则性
1.合理控制房屋建筑高宽度对于房屋建筑而言,其受震害程度与建筑本身的高宽比具有一定的关系。受地震作用影响,房屋建筑的倾斜程度(侧移程度)会因为其本身高宽比越大而越严重。同时,房屋建筑的层数越多,其在地震灾害中所面临的破坏也会越严重。因此,为了保障房屋建筑对于地震破坏的抵抗能力。在设计期间,需对其建筑的高度与宽度进行合理控制。结合房屋建筑的实际情况,在保障房屋建筑的抗震要求的条件下,对房屋建筑层数进行合理调整。2.规则性设计房屋建筑结构在房屋建筑的结构设计上,均匀分布结构刚度与质量、规则设计建筑平面与立体结构等是保障建筑抗震性能的一个重要环节。若房屋建筑具有平面设计复杂,而质量、刚度等分布混乱的情况,在面临地震时,房屋建筑将会产生扭转情况,使房屋建筑受到严重破坏。其次,在建筑整体结构的设计中,房屋若具有规则性,在地震期间发生扭转的可能性较大。并且若建筑采用错落立面,将会因为高度过高而引起鞭梢效应。3.合理处理房屋建筑的防震缝若房屋建筑结构不规则,需处理好建筑的防震缝。设置防震缝期间,应将房屋建筑划分为相互独立且规则的结构。防震缝两边需具备足够宽度,彻底分开防震缝两边的上部建构。并顺着建筑高度,在防震缝两侧布置墙体。4.合理布置房屋建筑的纵横墙墙体属于房屋建筑的主要承重构件,由于房屋建筑的刚度大小主要取决于墙体数量,若承重墙体上,将会加大墙体间隔,进而降低房屋建筑的刚度以及抗震能力。因此在设计期间,需均匀分布房屋建筑的横墙以及纵墙,从而确保房屋建筑的整体抗震性能。5.合理布置构造柱以及圈梁构造柱、圈梁等均属于提高房屋建筑抗震性能的重要组成部分。其中构造体有利于增强建筑墙体的抗剪性能,并优化建筑结构变形能力,从而使建筑结构在外力作用不大的影响下仅发生变形,不对建筑结构整体的稳定性产生影响。因此,在布置构造柱时,需以《抗震规范》作为布置依据,在墙体交叉处均设置构造柱,促使墙体材料由脆性演变为延性。另外,圈梁有利于缓解地震对于建筑的损害,提高墙体之间的连接牢固性,对于增强房屋稳固性、整体性等可起到明显的促进作用。在一定情况下,还可抑制墙体产生裂缝。
四、结语
【关键词】抗震设计;性能减震;结构减震思路;结构减震技术
1 土木工程结构抗震性能原理分析
1.1 基本原理
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。性能目标所包括的有土木工程的场地、结构、重要性、投资效益、地震损失与重建因素等,以此对不同的抗震设计要求可以规定其结构到达适当的性能标准,即土木工程结构在某一个地震设防的水准下达到最大的损伤程度。同时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。
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。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。
1.2 性能设计理念
所谓性能抗震是设计就是先选定一个标准,将其确定为设计的目标,利用恰当的设计形式与合理的规划与结构选择、比例确定。保证土木工程的结构与非结构的细部构造设计更加合理,并控制其建造的质量与维护措施,使得工程在一定等级的地震影响下将破坏控制在一定的范围内。总结国内外的性能抗震设计思路主要有:对工程的整体结构进行合理协调;确定建筑的性能水平与性能目标,并保证其合理;概念性设计与西部抗震构造的结合;合理设计方法实现合理的性能目标等。
2 结构性减震技术
2.1 结构减震的基本原理
减震的思路是根据结构的地震反应,通过自动控制或者执行系统,主动的对结构施加一定的控制力,达到减小地震对结构的负面影响。从控制理论上看结构减震的方式主要有两种:一是被动控制技术,此种方法没有外部能源的供给,也称之为无源控制技术。主要包括了隔震与减震两种。主动控制技术则是为系统提供能源供给,也是一种有源减震技术。
2.2 减震技术的优势
目前在实际的土木工程中应用的减震技术有隔震与减震,其中隔震的措施应用较为广泛。此两种方式研究与应用都起始于上个世纪中期,末期技术提高了发展的速度与研究水平。这些积极的结构抗震方法与传统的消极抗震方式相比较优势如下:
2.2.1 结构性抗震与减震可以大幅度降低结构在地震作用中的变形,尽量使非结构件产生较少的破坏,从而减少震后的维修成本,对于一些典型的现代建筑非结构部分如:幕墙、饰面、公用设施等造价逐步提高,甚至可以达到建筑造价的五成以上,因此减少其损坏有现实意义。
2.2.2 可以大幅度降低结构部件受到的地震的影响,从而降低结构抗震的成本支出,提高结构抗震的可靠性。同时隔震方法可以准确的控制传导至结构上的最大地震应力,从而克服了设计抗震结构的难度,不需要准确确定载荷。
2.2.3 隔震与减震设施在地震后会产生变形与损坏,对其进行复位与修理也相对与结构修复更加的简单与经济,因此可以降低建筑震后的恢复费用。
2.3 结构减震的适应性
在对结构减震的实践中,证明采用隔震结合消能减震的技术可以对高烈度的地震进行防范,在7度的地震中检测表明其土木工程结构所承受的地震作用大致相当与5.5级的地震烈度对建筑产生的破坏性影响,其结构在遭遇地震的时候工作范围仍然在弹性范围内,降低了结构在地震中产生的加速度、位移、速度等不良反应,从而减轻或者消除了结构部件的损坏,对土木工程起到了很好的保护效果。同时将隔震与消能减震的设计可以将非线性与大变形组件统一进行控制与保护,利用阻尼器与隔震支座对其进行保护,这样就可以将设计、试验、建造的重点放在这些构件上,使得减震设计更加的具有目的性。因为结构处在弹性变形中因此对其进行分析与设计就更加的简单,分析结果越发可靠。
3 结束语
结构减震的技术从提出到今天已经有了长足的进步,在着几十年的时间里证明其相对于延性设计的方法而言,结构减震技术可以认为是对传统抗震设计的变革。全球多个地区的学者对此都作出了贡献,他们在此研究领域作出了大量的试验与理论研究,整个研究呈现出多元化发展的局面,且都获得了一定的成果。如:日本的学者在减震理论、设计方法、产品开发等方面都处在较为先进的位置。结构减震对地震破坏的控制理论种类多样,而产生的减震装置也类型众多,减震控制技术已经可以应用在大多数的土木工程中,从桥梁到建筑,从多层结构到高层结构,从钢筋混凝土结构到钢结构。在众多结构减震技术中研究成果较为成熟且应用广泛的就是前面提及的隔震与消能减震技术。其中隔震的技术在各类型的减震技术中效果较好,但是其应用的范围较为狭窄,对于超高层或者高宽比较大的土木工程建筑并不适用,因此其研究的方向集中在:高程减震的隔震设计理论与方法研究;从土体-基础-结构共同协调作用入手的隔震结构的受力分析;高阻尼橡胶减震设施、位移支座的开发等。虽然消能减震技术的抗震效果不如隔震技术措施,但是其应用的范围广泛,目前研究发展的重点是:消能减震结构的应用设计;隔震阻尼其的研发与标准化制定。总之,未来的抗震结构设计应在消除地震负面影响的思路上发展,并以此为基础设计出更加实用的隔震与减震结构,保证建筑在地震中受到的破坏最小。
参考文献:
[1]王卫勇. 浅议结构减震在建筑中的应用[J].山西建筑, 2008,(19)
关键词:土木工程;结构设计;问题;安全性;措施
中图分类号:TU318 文献标识码:A
一、土木工程结构设计过程中存在的问题
1.1 结构设计牢固性差
为了有效保证土木工程的安全性就必须保证土木工程结构设计的牢固性。但是,目前土木工程设计较差的牢固性已经成为影响土木工程结构安全性能的主要因素,已经引起了建筑行业的广泛重视。虽然部分结构的牢固性差并不会对土木工程的整体结构造成严重的危害,但是一旦发生地震、爆炸以及火灾事故,局部的不稳定就极有可能造成整体结构的安全性受损,对结构的冗余度设计以及延性设计的考验极大。
举例进行说明,假如在进行地基结构设计过程中忽略了地址的承载能力进行设计,就有可能导致设计因为根据不足而无法保证土木工程在外力破坏下仍然具有足够的安全性。目前,我国的土木工程结构设计仍然存在许多不足之处,有待完善。为许多土木工程的伤亡事故,例如建筑物坍塌、损坏等留下了安全隐患。
1.2 构造柱和承重柱的区分问题
为了有效提高建筑物的抗震水平在进行土木工程设计时,当建筑是砖混结构时可以进行构造柱以及梁的配合设计,这种土木结构设计方案可以有效提高墙体的抗裂性能,进而提高抗震性能。然而,在实际的土木工程结构设计过程中,许多设计人员对构造柱以及承重柱的概念不清晰,而导致错误的将承重柱的设计方法当做构造柱的设计方法应用到土木工程结构设计中去,导致构造柱没有基础的现象出现。使得土木结构的抗震性下降,当发生地震时无法承载地震强度导致建筑物结构沉降、裂缝甚至坍塌。除此之外,在进行土木工程设计时许多设计人员为了承重柱的分析计算简便,再设计时将承重柱的截面设计的过小,一旦遭受外力就会导致梁柱开裂。
1.3 忽略环境影响因素
在进行土木工程结构设计过程中不仅要考虑耐久性和安全性还应该对土木工程所在地的湿度、温度、化学腐蚀、水土酸碱度等环境因素考虑到设计钟来。然而在实际工作中许多设计人员都忽略了环境因素对土木工程结构设计的重要性。但环境因素有对钢筋、混凝土的强度有负面影响。对土木工程结构的耐久性和安全性都有着很大的消极作用,为土木工程造成了很大的安全隐患。
二、 土木工程结构设计的改善措施
2.1 结构设计方案的确定
土木工程建构方案的确定对土木工程结构的安全性和耐久性有直接的影响。下面笔者结合某楼房土木工程的结构设计对结构设计方案的确定进行介绍。在确定土木结构的设计方案时应该考虑一下几个方面的内容:结构措施、基础布置以及框架结构选择等。具体来说在进行土木工程结构方案的确定时应该考虑到框架结构由梁、柱构件组成,构件之间通过节点来连接,进而承载水平荷载以及竖向荷载的压力。如果设计的是多层建筑时还需要将水平风荷载对建筑结构的影响考虑进去。除此之外,在进行框架结构的土木工程设计时应考虑到抗震性以及承载力等,这就需要选择合适的钢筋混凝土梁、柱。在布置基础时还应充分考虑到施工条件、水文条件以及地质条件等多方面的因素。当土木工程的楼层较小时,可以选择独立基础因为该结构不需要承载太大的结构荷载力。当层数多时,需要承载较大的结构荷载力,这时就应选择综合基础。土木工程结构设计时还应该根据抗震设计的规范要求进行结构措施设计,通过计算抗震作用选择合适的抗震措施。
2.2 内力组合的设计
为了保证土木工程结构有足够的抗震性,来保证结构的安全性和耐久性,必须对抗震设计的要点内力组合进行合理的设计。在进行内力组合的设计时要求心爱滴承载力抗震系数进行调整。在不考虑抗震要求时的土木工程材料的强度应该小于考虑抗震时的材料强度的设计值。设计过程中如说使用的是未考虑抗震情况下的材料强度那么在进行抗震设计过程中还需调整承载力抗震系数,来进一步提高建筑结构承载力的要求。
2.3 板设计和配筋
在进行板的设计以及配筋设计过程中,应该认真分析板的短边以及长边的长度之间的关系,当长边与短边的长度不超过2mm差距时应该采用双向板设计方案,当长短边的长度差距在2到3mm之间时应该选择沿着短边的受力单向板进行计算,构造筋的设置应该沿着长边的方向进行布置。设计时还应该使用弹性计算方法来亲确定工程结构板的大小。
三、提高木工程结构设计安全性和耐久性的措施
3.1、严格按照相关规定标准进行土木工程结构设计,并逐步完善各种标准和体制。
土木工程结构设计应严格按照相关规定及设计标准进行,目前我国的技术标准还不够完善,设计过程中应该按照国外先进的技术规范来进行,并要结合我国的实际情况进行改善。我国的土木工程设计的管理体制也不尽合理,亟待完善。可以采用科学的管理方法,坚持以人为本的原则,严格约束从业人员及结构的资质,并且大力推广技术创新,不断完善相关规范、标准。
3.2、定期全面地对土木工程进行安全检测
为了有效保证土木工程的安全性和耐久性,就需要国家有关的安全监督部门对土木工程践行定期和全面的安全检测。由于土木工程结构的安全性能只有在遇到严重灾害,比如说地震、洪水等时才能体现出来,而在平时无法观察,因此应该定期全面的土木工程结构进行安全检测,来进一步保证土木工程的安全性和耐久性。
3.3进一步提高土木工程结构设计人员的综合水平,并加强设计管理。
设计人员是土木工程结构设计的直接创造者,因此设计人员的综合素质对土木工程结构设计质量的好坏有着直接的影响。因此,应不断提高设计人员的综合素质水平,选拔技术水平高、责任意识高、经验丰富的设计人员,并加强对设计人员的理论知识培训,计算能力以及设计方法的教育使其掌握最新设计理念,掌握设计领域最前沿的的技术和方法是提高土木工程设计水平的重要保障。除此之外,还应该加强对设计过程的管理,对设计图纸进行认真审核,由多人审查避免出现遗漏和错误。
3.4、对设计图纸要求详细、严谨,并在设计时考虑经济性
由于施工人员的综合水平差异较大,为了确保每一个施工人员都能看懂图纸,设计人员就应对设计图纸进行跟严格、更详细、更严谨的说明,避免出现因错误理解图纸导致错误施工的现象出现。与此同时,在设计过程中海英考虑经济性原则,避免出现资源的浪费。
结束语:土木工程建设对我国经济的发展,国民的生命财产安全都有着直接的影响。土木工程结构的安全性和耐久性是提高土木工程抗震性的关键因素。文章中笔者结合多年的工作经验对土木工程结构设计过程中存在的结构设计牢固性差、构造柱和承重柱的区分问题以及在设计中忽略环境影响因素等问题进行了分析,并针对这些问题提出了相应的解决措施,通过不断完善土木工程结构设计,严格按照相关标准进行设计以及鼓励使用创新技术,进一步提高安全标准等措施来解决土木工程结构设计过程中存在的问题,促进土木工程的健康有序发展。
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(16):340.
[2] 项仲贞 . 建筑工程结构施工图设计中存在问题及改进建议 [J]. 中国科技信息,2006(17):82-83.
[3] 邹纯纯. 浅析土木建筑工程结构的安全性与耐久性设计[J]. 黑龙江科技信息, 2012(13):236.
[4] 高峰.土木工程建设中对建筑结构基础设计的探析[J].中国新技术新产品,2012(3):171.
关键词:土木工程;结构;抗震技术;发展
中图分类号: TU318 文献标识码: A
一、影响土木工程结构抗争能力的因素
1、地基影响因素
无论哪种建筑,地基都有着十分重要的地位。针对土木工程来讲,假如在选址期间,地基不符合要求,则很容易对其抗争性能造成影响。例如:假如将地基的位置选在软弱的冲击土层场地,则极容易损坏土木工程的结构,这是由于地基土德液化作用会造成地基出现沉降不均匀的问题,从而对建筑物的上层结构稳定性造成危害,严重的甚至造成建筑物整体发生倾斜。因此,在选择土木工程的施工环境时,应保证地基处于均匀、密实的硬土中,亦或是较为平坦、开阔的土场,不可以横跨两种土壤,同时尽可能远离河岸,特别需要躲避抗震危险区域,例如:滑坡、断层等。
2、结构系统及建材原料影响因素
在对土木工程进行抗震设计期间,应保证结构系统的合理性,同时确保建材原料的质量。当建筑项目的结构存在差异,则其抗震重点也各不相同。例如:土木工程中应用填充墙框架房屋结构进行施工。该结构的特点在于钢筋混凝土的平面其内柱的上端会受到剪切损坏,同时窗下墙可能出现窗洞,对外墙的框架出现约束,产生短柱型、剪切型的损坏。针对屋面框架结构来讲,假如底层的刚性强度较低,则很容易出现损坏,当应用框架体系进行施工,假如底层的设计为敞开形式的框架,同时没有砌筑砖墙,则会严重损坏建筑底层。
3、建筑项目的高度影响因素
依据我国有关标准规定,在特定的结构形式及防裂度情况下,应保证钢筋混凝土的高度处在特定的范围内。在受到地震的作用以后,土木项目形态会遭受损坏,形变程度较大。由于建筑项目高度提升,则相应参数也会超过特定的范围,例如:安全指标、材料特性、延性、力学模型等,其都会使土木项目的抗震能力降低,危害人们的生命财产安全。
4、抗震预防影响因素
当前,我国现存的抗震标准相对较差,并且有关参数的要求较不严格,例如:轴压比不合理、配筋率较低、梁柱的承载力不匹配等。伴随着现今社会经济的逐步发展,因为结构失效问题造成的经济损失不断增大,从而使建筑项目整体投资结构占据的比例相应降低。因此,需要应用弹性结构设计的方法,提高建筑结构整体能力,保证小震不坏、中震可修、大震不倒。
二、土木工程中抗震技术所需要的条件
1、安全需求
据国内外地震灾害统计发现,导致人们财产损失、生命受到威胁的重要因素在于建筑项目的倒塌或损坏。当前,民众对地震的认知相对较少,无法精确预报地震,所以,唯有提高房屋项目的抗震能力,才可以尽可能缩减生命威胁及财产损失。当前,部分建筑项目的施工年代较早,并没有对抗震预防进行考量,尽管部分建筑项目对抗震进行了考量,然而,因为地震基本烈度的改变,不断升级,抗震要求标准的逐步提高,导致现存的建筑项目与抗震安全需求不相符。另外,因为施工、设计的考虑不全面,造成设计荷载增多,从而降低了建筑项目的安全性能。
2、经济需求
当前,我国还处在发展阶段,经济较西方发达国家仍有一段距离,所以,建筑设计需要量力而行。针对新建施工来讲,加固施工不但可以充分利用现存的建筑基本框架,同时也能够缩减资金投入,深入挖掘资源的价值,从而保证建筑项目的应用功能。所以,相关工作人员应深入对抗震加固进行研究。
3、社会需求
现存的房屋建筑很多无法中断或者长时间中断,部分还具备纪念价值。所以,不可以拆除重新修建,所以,需要进行抗震加固。相关工作人员应深入对土木工程的结构进行探究,从而更好的保证整体建筑项目的施工质量,并且同社会需求相吻合。
三、提高土木工程抗震性能的设计措施
1、合理选择地基的场地
在进行土木工程抗震设计期间,地基的场地选择是其基础环节,所以,在选择建筑地基场地时,应细致了解该区域的地震活跃情况,深入勘察地质情况,从而基于此基础进行科学分析,同时精确评估此区域的抗震设计等级。在选址期间,尽量躲避不利的设计场地,假如因为项目需求而无法躲避,则应进行地基加固。尽量将地基的选址设置在密度较高或者岩石较多的基土,从容确保土木项目地基的抗震能力,符合有关建筑标准要求。
2、关注建筑结构的规则特性
在设计土木工程的结构期间,需要尽量简化处理其抗侧力结构,同时确保结构的规律特性,有助于合理、均匀分布建筑物的承载力,增强土木工程的稳定性与可靠性。假如结构较不规则,很容易造成钢心同建筑结构出现交错,假如出现地震,此结构因为钢心的距离偏大,刚性强度较低,很容易危害建筑项目的稳定性。所以,在进行平面布设期间,应对规划预案进行细致考量,防止出现建筑结构平面不规则的问题。
3、合理选择建筑结构原材料
由某种角度来看,建筑结构应用的原材料质量同土木项目工程的结构抗震性能存在密切的联系,有助于提高整体建筑物的抗震能力。由本质来看,土木项目工程的抗震结构设计需要满足整体建筑构建的延展特性,精确、合理把握,保证项目工程在面对地震灾害时仍处于稳定状态。钢筋原料是土木项目工程结构中最为关键的建材原料,所以,选择建筑钢筋期间,需要对钢筋的韧性进行细致考量,保证其具备较强的韧性。假如钢筋的受力方向为竖直方向,则需要选择热轧钢筋,标号为HRB335或者HRB400。箍筋的标准为HRB400、HRB335、HPB235等。在选取其他建筑结构材料期间,应考虑抗震性能,基于确保建筑成本的前提,合理选取良好抗震性能的建材原料,进而提高建筑物的抗震能力。
4、合理设计隔震及消能减震
部分区域对土木项目的抗震功能要求较为严格,不但需要符合相关标准规定的基础抗震性能,同时还需要具备消能减震、隔震的能力。因此,相关工作人员应对其进行深入研究,设计消能减震、隔震需要重点注意以下几方面内容;首先,选取地基及建筑场地期间,应确保地基的密实特性,确保地基的稳定性,也就是最大程度降低地震对建筑的作用;其次,因为建筑结构的差异,隔震系数的标准也各不相同,因此,设计期间,需要结合项目的真实情况,选择科学的隔震支座,不可以忽略风力的负荷作用;最后,选择隔震、抗震的构件期间,应重点对建材原料的延性进行考量,从而缩减地震对建筑的损坏程度。
5、对抗侧力的体形进行优化
假如进行土木项目施工期间,选取刚性的结构预案,则可以降低地震作用对建筑主体结构的损坏,并不会出现较大的形变,能够高效确保围护墙及保护隔墙。当建筑结构中的超静定数量越多,则塑性铰越多,相应可以减弱地震的危害。针对结构来讲,强度越高,稳定程度越好。相关工作人员应对建筑结构的屈服性实施优化,当结构受到损坏时,不可以依据楼层设定屈服机制,而需要遵照整体屈服机制进行。设计结构期间,需要重点关注以下几方面原则:首先,强柱弱梁;其次,强节弱杆;再次,强压弱拉;最后,强剪弱弯。也就是在选择横向杆件期间,需要对杆件的轴力进行细致考虑,保证其尽可能出现弯曲耗能,从而增强整体构建的延性。
6、应用加固进行设计
应同土木项目工程的真实情况合理选取加固设计预案,从而增强建筑项目的抗震性能。具体来讲,以下几种情况可以应用加固设计的方法:首先,项目工程的结构设计有缺陷。这时,可以应用增多构建,增强结构强度的方法进行加固,亦或是应用抗震性能良好的构建替代原有构件;其次,应增强结构整体的承载性能及刚性强度。这时,可以通过扩大原截面、增加构件、增加套箍等方法进行加固;再次,当建筑结构的连接同抗震标准要求不相符时,需要对结构进行调整,从而分散地震力,降低损坏;最后,重视建筑元件及结构的关联,假如出现地震问题,需要针对性的予以处理。
结束语
综上所述。我国土木工程结构中抗震技术的发展前景是极好的,我们应相关工作人员应不断提高自身的专业技能及综合素养,由整体角度设计土木项目的抗震性能,从而提高建筑项目的施工质量,保障人们的生命、财产安全。
参考文献
[1]侯勇.浅谈电力工程项目外包施工全管理的方法[J].科技资讯,2012(04).
在建筑行业逐步发展的过程中,土木工程事故也随之增多,这样不仅带来经济损失,也威胁到人们的生命财产,基于此,必须要逐步加强土木工程施工质量,防止各种事故的发生。而质量要想得到保证,土木工程结构设计是关键环节,本文就以此为中心,结合工作实际,对当前土木工程结构设计的具体措施进行分析。
【关键词】土木工程;结构设计;存在问题;措施
对于土木工程来讲,结构设计是其关键环节,不仅能够提升建筑整体施工水平,也能够确保建筑物的安全性和质量性。本文就结合当前我国土木工程结构设计中的问题进行分析,并指出结构设计的具体措施。
一、土木工程结构设计中存在的问题
建筑物结构的稳定性直接关系到其今后的使用寿命和运行状况,这就要求结构设计者一定要根据建筑物的整体情况科学设计,从当前的情况来看,土木工程结构设计中还存在着一定的问题,影响到建筑结构的稳定性,具体表现在以下几个方面。
首先,土木工程结构设计缺乏牢固性。在土木工程结构设计的过程中,结构构件一定要有较强的承载力,且结构物必须要具有整体的牢固性,这样就能够有效的防止结构物局部出现破坏的时候影响到建筑物的整体性。但是从当前的情况来看,土木工程结构设计时,整体的牢固性较差,结构缺乏必要的冗余度和良好的延展性,这样在发生灾难的时候就会带来较大的损失。尤其在地质较为复杂的情况下,土木工程的结构设计也缺乏整体性,导致事故的发生。
其次,土木工程结构设计的安全性较差。对于土木工程来讲,结构的安全性至关重要,其具体表现在对结构安全系数范围的定位、结构工程的耐久性设计、构件承载力的安全性方面。而当前我国土木工程结构设计中,对于安全等级的设计水平较低,这样很容易留下安全隐患。
最后,结构设计中构造柱和承重柱的区分存在问题。对于砖混结构的土木工程项目来讲,构造柱和圈梁的配合设计能够有效的防止墙体出现开裂现象,进而提升房屋的抗震水平。而从当前的实际情况来看,在结构设计的过程中设计者混淆了构造柱和承重柱的概念,将承重柱的设计方法直接应用在构造柱的设计当中,这样就会影响到建筑物的结构稳定性,影响到抗震性能,墙体裂缝以及沉箱等问题也会随之出现。除此之外,在结构设计时,设计人员为了便于分析承重柱的受力情况,将其截面面积设计的较小,这样在外力的作用下,梁体和柱体就会很容易出现开裂现象。
二、土木工程结构设计措施分析
上文中从三个简要方面分析了当前土木工程结构设计中存在的问题,这些问题的存在将会威胁到土木工程建筑物的稳定性,必须要采取有效的措施加以解决。下面本文就对具体的结构设计措施进行分析论述。
首先,在确保土木工程主体安全的基础上提升设计的安全性。通常情况下,土木工程项目的结构是由板、柱、梁、墙以及基础构件和杆、拱等直线杆或曲面形构件构成的,每个组成结构有自身的性能,在设计的过程中为了确保结构的整体稳定性,一定要科学把握各种构件的设置情况。梁是土木工程结构中的受弯构件,其主要是承受板传来的压力以及梁的自重,因此设计时通常水平放置。柱在土木工程结构中承受的力主要是来自梁传来的压力以及其自重。而墙的长宽两方向的尺寸大于其厚度,荷载的作用方向和墙面平行,这样其作用效应为轴压力,有时可能是弯矩。在设计的过程中必须要充分的了解各不同构件的受力情况以及其在整个结构中的作用,注重土木工程结构设计中的细节,才能够更好地提升设计的安全性。
其次,土木工程结构设计要符合实际需求。在土木工程结构设计的过程中,必须要重点注意以下几个问题。
第一、从结构计算的角度进行分析。计算是设计的重要环节,要想确保土木工程项目结构设计的合理性,一定要进行科学严谨的计算,得出精确的数据。本文以条形基础为例,进行分析。设计时,在确定基础底面宽度的时候,主要依据地基承载力的设计值,即b≥N/(f―rh),其中,在对h取值的时候,内墙和外墙是不同的,这一点要引起注意;r是基础底面以上土的平均重度,r=20kN/m,对于数值的把握要准确,这样才能够确保结构设计中数值计算的精准度。
第二、要注意土木工程结构截面的设计。在进行结构截面的设计过程中,必须要注重场地类别对于抗震等级的影响。通常情况下,土木工程项目中的房屋高度和设防烈度可以从抗震设计规范中直接查出,但是当场地类别为I类的时候,除了6度以外,可以根据表内降低1度所对应的抗震等级采取抗震构造措施,但是不能够降低相应的计算要求。
最后,土木工程结构设计要依靠现代化技术。随着技术的发展,土木工程结构设计逐步朝着信息化的方向发展,即利用计算机、自动控制或通信等技术手段提升结构设计的科学性,有效的促进土木工程结构施工的优化完善,这是其今后设计的趋势。
三、结束语土木工程结构设计的优劣直接关系到项目使用的安全性和运行的可靠性,因此必须要注重关注结构设计问题。本文结合工作实际,以土木工程结构设计工作为中心,对其设计中存在的问题进行简要分析,并指出了几点切实可行的设计措施,希望通过本文的论述,能够对今后土木工程结构设计工作起到一定的帮助作用,更好的提升设计的科学性,促进土木工程项目整体质量的提升。
参考文献:
[1]楼晓雷.关于土木工程结构设计中存在的问题及措施[J].建筑工程技术与设计,2014(09).
[2]刘大江.土木工程结构设计的控制措施[J].城市建设理论研究,2013(02).
[3]陈建伟.浅议土木工程结构设计控制措施[J].建筑知识:学术刊,2012(06).
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
关键词:土木工程;工程结构;地基加固
土木建筑工程中的结构及地基加固技术是保证建筑物稳定的前提,需要在施工环节中采取一定的技术手段加以完善,以便提升建筑整体的质量水平,从而满足相关功能的应用。
一、土木工程的结构设计方法
1、钢筋混凝土的结构设计
现阶段的建筑施工中,大多应用钢筋与混凝土的混合材料,主要特点是施工便捷、耐用性能高,但由于周围环境的影响,使其墙体结构容易出现裂缝现象,因此需要在设计环节中,注重钢筋与混凝土原材料的比例配置,进而减少此问题的发生。其中混凝土材料中的石灰与水泥比例需要通过对建筑承载能力的计算来确定,对于骨料的选择最好不要天然材料,选取人工制造的类型,避免其影响整体结构的稳定性。而钢筋的选取主要是考虑其承载作用,在设计选材时需要对钢筋横截面大小进行计算,而且要综合分析表面的螺纹格式,在结构上的强化设计能够提升钢筋材质的承载能力。
2、钢筋混凝土结构的设计原理
钢筋混凝土结构的设计需要考虑整体的结构强度,并且根据计算结构进行材料比例的调配,设计阶段首先要对整个墙体的垂直承载能力进行计算,还要综合设计剪力的分散情况、结构自重以及基层的稳定性,并且后续的施工环节要严格按照设计时的配比要求进行,进而提升钢筋混凝土整体的承载能力,避免受到外界环境的破坏。由于组成钢筋混凝土的两种材料受力性能完全不同,在以道路桥梁及其水利为主的土木工程中,不同的受力构造形成了结构系统,主要包括7个方面:斜截面承载力计算、正截面承载力计算、扭曲截面承载力计算、预应力混凝土结构、裂缝控制及耐久性设计、高性能混凝土和纤维增强混凝土性能结构设计、钢筋混凝土构件的延性与抗震设计。
3、钢筋混凝土结构的优缺点
钢筋混凝土结构的优点主要可以从4个方面来阐述:耐久性及耐火性能好,在保养和维修方面几乎不需要花费物力和财力;抗震性能好,整体性好;具有可模性,可以根据实际的需要浇制各种尺寸;节约钢材,在某种程度上可以与钢结构互换,从而节约钢材。钢筋混凝土结构的缺点主要可以从两个方面来阐述:自重大,在设计跨度时,构建运输不方便;施工时间长,特别是在制造模板时费料多,同事在养护的过程中浪费了时间。
4、钢结构施工中的重难点
土木工程建设质量受多种因素影响,尤其是在钢结构的安装过程中,一旦出现材料选取不当或者是施工技术欠佳的问题都会对使用安全带来影响。
第一,选材与连接
钢筋在进行安装及焊接过程中,由于人为及外界条件的因素,会在一定程度上影响材料的连接效果,使其无法完全达到图纸要求,进而在某些部位容易出现薄弱位置。再加上选材过程中对钢材料鉴定疏忽也会影响整体的承载能力,使得钢筋结构无法达到预期效果。因此必须在实际选材环节及构件连接环节提升监管力度,保证整体强度达到要求。
第二,截面形状
钢筋材料与其他板材设计规格可能与实际情况存在差异,需要现场对材料进行加工处理,达到使用标准。常见界面形式为“工”与“十”字形式。在房顶施工中最为常见。这些施工工艺难点同时也是土木工程中的重点项目,应得到质量监管人员的高度重视,对钢材料进行有效处理,避免发生材料浪费现象。
二、土木工程中地基加固技术分析
地基的加固一直以来都是土木工程中的难题,主要的技术有5类:排水加固法、换填加固法、胶结法、加筋法和挤压法。由于施工的地段不一样,因此在实际的方法运用中要综合考虑各种因素。在地基加固技术常用的方法中,换填法分为换土垫层以及置换两种方法。当建筑物基础下的持力层比较软弱,不能满足上部荷载对地基的要求时,常采用换土回填法来处理。施工时先将基础以下一定深度、宽度范围内的软土层挖去,然后回填强度较大的砂、石或灰土等,并夯至密实。换土回填按其材料分为砂地基、砂石地基、灰土地基等。排水加固法主要适用于相对湿润的地带以及沼泽地带,在实际的使用中主要的方式有提案载预压法以及真空预压法。加筋法主要是为了保证土质的稳定性,适用与高层建筑。
三、结构截面设计中的常见问题分析
1、场地类别对抗震等级的影响
不同的建筑物类别在考虑抗震等级时取用的抗震烈度与建筑场地类别有关,框架截面设计受抗震等级的影响比较大,在抗震规范中查出抗震等级主要的依据是房屋高度和设防裂度。在土木工程中,对于I类场地要进行具体分析,由于抗震计算的抗震等级与采取抗震构造措施的抗震等级不一样,所以在设计上也要注意。
2、框架柱的计算长度
在框架柱的计算过程中,首先要取框架柱的长度为结构的层高,但是由于梁柱纵筋相互交叉形成的节点连接接近刚接,不是结构力学当中的铰接及固结,所以要严格按照相关的混凝土结构设计规范来确定各种柱的计算长度。
3工程测量和施工管理技术与方法
工程测量,即工程建设中的所有测绘工作,包括在工程建设勘测、设计、施工和管理阶段所进行的各种测量工作。它是直接为各项建设项目的勘测、设计、施工、安装、竣工、监测以及营运管理等一系列工程工序服务的。在整个施工过程中,工程测量都起了重要的基础性作用,没有测量工作为工程建设提供数据和图纸,任何工程建设都无法进展和完成,同时在工程测量的过程中需要认真观察、统筹全局,在数据的记录上要精准。
4、压密固结法
压密固结法包括了强夯、降水、压密注浆与真空预压等,压密固结法主要适用于大面积松软的地基处理。强夯地基加固技术使用强夯机辅助进行,降水技术一般是利用水管进行喷射。压密注浆技术是压密固结法的重点,主要是利用注浆泵通过压力把搅拌好的水泥粉煤灰等浆液压入计算好深度的土地中。而压入土地中的浆液挤压注浆管四周的土体,然后使得土体中的空气与水分排出,并使得土体更为紧实。在土地中的浆液经过一定时间后会凝固,从而把原来松散的土层或者缝隙凝结起来,成为高强度的整体。另外,混合浆液流进土地中的各个缝隙中,形成支架,使土体的稳定性提高。而浆液凝固后,其也隔水效果强,也就降低了水侵蚀作用。
结论:土木工程中钢结构及地基问题的加固处理是保证整个建筑稳定的基础,因此需要不断研发新的技术来实现结构及地基的优化设计,通过材料的配比、选取、结构的连接处理以及新技术方法的应用,来不断的总结创新,监督好工程质量的每一个细节,使得土木建筑工程不断提升自身质量,以适应社会的快速发展。
参考文献:
[1] 徐克红.结构与地基加固技术在土木工程设计中的应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2013(03).