土木工程抗震设计十篇

土木工程抗震设计篇1

【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）

土木工程抗震设计篇2

关键词：土木工程；结构设计；抗震设计

中图分类号：TU318 文献标识码： A

一、建筑结构抗震设计中的问题

1、选择建筑抗震场地的问题

如果施工的条件相同，不同工程地质条件下的建筑物在地震时会受到明显不同的破坏程度。所以，选择一个好的建筑场地是提高建筑物抗震性能的重要基础，在场地选择的过程中，要降低地震灾害，尽可能地避开工程地质不良的抗震场地（比如河岸、边坡边缘、高耸孤立的山丘、非岩质陡坡、湿陷性黄土区域、液化土区域），选择有利的建筑场地（比如中等风化、微风化的基岩，不含水的粘土层，密实的砂土层）。如果实在无法避开不利区域的话，应该在场地采取抗震加强措施，应根据抗震设防类别、湿陷性黄土等级、地基液化来采取措施，提高地基的刚度和整体稳定性。比如，如果建筑地基的受力层范围处在严重不均匀土层、软弱粘性土层、新近填土时，要合理估计计算地基在地震时形成的不均匀沉降，从而采取加强上部结构和基础的处理措施或者加固地基、桩基的措施来加强地基的承载力。

2、选取建筑结构抗震机制的问题

2.1建筑结构机制应有科学恰当的强度与刚度，能够有力地规避建筑结构由于突然变化或者个别位置减弱构成薄弱位置，引发太大的应力聚集或者塑性产生变化聚集；对于或许形成的脆弱位置，应采用提升抗震水平的手段。

2.2在建筑架构机制中应设计有科学的地震功能传送通道与确定清楚的核算简图。另外，设置纵向房屋构件时，应尽量保持在垂直重力负荷作用下纵向建筑构件的压应力多少平均；设置楼层盖梁机制时，尽量保证垂直重力负载能够通过距离最小的途径传送到纵向构件墙或者柱子上；设置转换架构机制时，尽量保证从上面架构纵向构件传过来的垂直重力负载能够通过转换层完成再次转换。

2.3在选取建筑架构机制时，应重视防止由于一些构件或者架构的损坏而让总体建筑架构失去对重力负载的承受性能与抗震性能。建筑架构抗震设置的基本准则是架构应该具备内力再次分摊作用、优秀的变形性能、一定的赘余度等。进而在地震出现时，一些构件即便出现问题，其他构件仍然可以承载纵向负载，提升房屋架构的总体抗震稳固性。

3、建筑架构平面设置的规则性与对称性问题

建筑的平面与立体的设置应遵照抗震理论基本设置准则，通常运用规则的建筑架构设置方案。依照建筑结构抗震设置规范的标准，对平面不规则或纵向不规则，或者两者均不规则的建筑架构，应运用空间架构的核算模式；对楼板部分区域连接不畅或者表面凹凸不成规律时，应运用相对应的贴合楼层强度刚度变动的模型；脆弱位置应当注重相对应的内力加大系数，而且依照规范标准来对弹塑性形状改变加以剖析，脆弱位置应采用抗震构造手段。在建筑架构的抗震中，对称性是不容忽视的。对称性包含建筑平面的对称、品质分布的对称及建筑架构抗侧刚度的对称三个部分。保证这三个方面的对称中心为同样的位置是最优的抗震设置方案。国内的建筑结构中，架构的对称性通常指的是抗侧力主要架构的对称。对称的建筑架构有框架架构、简体框架架构等。建筑架构的规则性体现在以下四点：

3.1在平面设置建筑抗侧力的主要架构时，应当保证周围结构与中心的刚度与强度平均分布，让建筑的主要架构维持较强的强度与抗扭刚度，很大程度上防止了建筑在风力较大或者地震的扭矩影响下而产生很大的形状改变造成非架构构件与架构构件的损坏。

3.2在平面设置建筑抗侧力的主要架构时，还应当重视保证同一主轴方向的所有抗侧力架构刚度与强度位于平均形态。

3.3建筑结构的抗侧力主体结构沿着构成变化和竖向断面也要保持均匀，避免出现突变。

3.4建筑结构的抗侧力主体结构的两个主轴方向也要有比较接近的强度和刚度，还要有比较相近的变形特性。总体来说，在建筑结构抗震设计中，一定要对建筑平、立面布置的规则性加以重视，在实际的工程中还应该对建筑结构抗震设计的规范规定给予高度的重视。

二、抗震设计

1、概念设计

为了降低地震灾害带给我们的经济损失与人身危害，在设计建筑的整体结构时，应以加强结构的抗震能力或消弱地震影响为主要内容。通过分析被毁建筑物所呈现出的明显特点，补足建筑物抗震能力的薄弱之处。本文主要通过设计抗震构造、抵抗地震作用以及抗震概念等三个方面，来提升建筑物的整体抗震能力。一般而言，在抗震概念设计环节，设计师应充分考虑建筑的整体结构与布局要求，在确保结构力的同时，还应保持其对称、平衡关系。倘若建筑结构凹凸变化太大、不对称或不规则，均会影响抗震结构的钢度与强度。若存在薄弱楼层，一旦发生地震等灾害，将会在短时间内引起楼层坍塌、变型，损坏建筑结构的抗震中枢，从而降低建筑的安全性能。此外，因为静定结构的传力路线与杠杆受力渠道较为单一，可能一根杠杆就会损坏整个静定结构，在超过结构的承受力时，将会导致多余的杠杆变形，消耗掉一部分能量，从而增加超静定结构的次数，如此一来，被消耗的能量也会大幅度增长，显示出更为明显的抗震效果。除此之外，为了避免框架倒塌这一现象，建议使用“梁弱柱强”这一结构形式，这样一来，一旦发生地震等灾害，便可借助梁的变形将压力消耗掉，令框架退到第二道防线的位置上。此外，在具体的选耗能构建过程中，尽可能采用专业性水平进行构建，大幅度消耗地震产生的压力，避免建筑物因受力过大而坍塌。确保各个构件之间连接牢固，将其所具有的承受力凝聚在一起，提升结构的钢度及强度，更好消耗地震灾害所产生的作用力。当建筑物形体显现突变部位时，应及时上报，制定合理的解决措施，可通过借助填充墙的方式，来减缓地震对建筑各耗能构建、围护墙及整个框架的破坏力。另外，我们还需了解的问题是，应尽可能挑选一些材质较轻的耗材，因为这些耗材具有消耗地震能力的作用。地震所带来的作用力是持续、不间断的，在短时间内对建筑物发起连续冲击，因此，应从多层次、多角度考虑问题，通过设置多层防线与合理的防护措施，确保建筑整体的钢度与强度。

2、抗震计算

预制空心楼板是大部分建筑均会采用的主体结构，倘若并未遵循相关规范及要求进行设计，那么在地震时，将会破坏整个预制板结构，造成墙体外闪或破坏，从而导致楼体大面积坍塌。此外，因为建筑结构的差异，在设计环节，应充分考虑多种不同的情况，一般均以建筑的两个主轴方向对水平地震作用进行计算，而水平抗震作用通常是由各个方面的抗侧力构件共同承担的，倘若建筑物采用的是相交结构或不对称、不清晰的不规则结构，那么则应分开计算其抗震作用。

3、构造措施

现阶段，混凝土结构大部分都是以建筑结构中承重柱的轴压比、混凝土比例标准及钢筋横截面的比值为计算标准。为了加强混砖结构的强度及钢度，可通过在墙体内增加防震缝、混凝土构造柱、限定建筑层数及高度的方式来完成。近几年来，由于时代的更迭、地壳的变迁，地球上地震灾害频频发生，有关部门对以往出台的《抗震标准》进行了修改，适当的增加了一些强制性的规定，诸如：电梯的空间、建筑物的顶层均应与顶部的圈梁相接，每隔一定的距离，就在内外墙的交界处设置钢筋，以此来提高整体结构的稳定性与安全性；此外，设计师还应充分考虑填充墙对建筑物的整体承受力及实际影响，从而制定最佳设计方案。

结束语

综上所述，对于整个工程而言，抗震设计是一个十分复杂、科学的过程，由最初的选址、施工，一直到最后的竣工验收环节，抗震设计这项内容几乎贯穿了全程。因此，国家相关部门与项目负责人应给予其高度重视，将其作为衡量建筑物质量的重要标尺。总而言之，建筑房屋的质量直接受抗震设计的影响，应结合房屋的实际情况与建筑风格，制定多种不同的抗震设计方案，进而进行合理、适当的选择。

参考文献

[1] 方小丹，魏琏.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].建筑结构学报，2011，（12）.

土木工程抗震设计篇3

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，是中华人民共和国成立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

土木工程抗震设计篇4

关键词：土木工程；抗震；结构设计

随着人民经济生活水平的提高，住房不仅满足于遮风挡雨的功能，住房的安全性也列入考虑范围之内。提高土木工程结构中的抗震性就相当于提高建筑行业成果的安全性，也就是保障了人民的住房安全。

1抗震结构的必要性

曾经的唐山大地震、汶川大地震、玉树地震等都带来了巨大的损失，经济损失严重，人员伤亡惨重，被埋在废墟中的人不计其数，在为这些同胞哀悼的同时也应反思。日本处在地震带中，每年发生的地震次数也不计其数，但似乎很少在国际新闻中看到日本地震造成的经济损失，其中很大的原因就是日本的房屋设计抗震性能强，这也是值得学习和借鉴。

2抗震结构设计的主要原则

2.1结构的形状应该简单

建筑物的抗震结构的形状应该简单，主要优点：①方便建筑物的施工；②简单的结构设计减少灾害所造成的损失，简单的结构经过灾难后造成的建筑物的损失也相对少；③为抗震结构性能的计算检测提供方便。只有更精确的对建筑物的受力进行才能更好的对其进行掌握，从而更好的提高建筑物的稳固性。

2.2整体的设计要科学、合理

在抗震结构的设计之前，应该具有合理的建筑结构。为避免出现豆腐渣工程与可控因素造成的人员财产损失，若是因为建筑物本身的结构出现科学性的问题，那么就算是抗震措施做得再完美也没有什么用处。所以要考虑整体设计结构的科学、合理，做好建筑根基，在保证建筑结构的科学合理的稳定性上进行抗震结构的设计安排，从而能够从根本上保障抗震性能的稳定。

2.3结构要合理、整齐

结构的合理整齐首先在外观上会给人好的视觉效果。结构的合理整齐最大的优点自然是提高建筑物的抗震性能，其可以提升建筑物的整体抗侧压力，从而提高整体抗击外部压力管理，提高建筑物的稳定性能。

3抗震类型

结构的设计不仅要符合专业知识的计算检测，还要与实际情况相结合，主要遵循以下方面：

3.1整体性的原则

建筑物的结构和其他东西一样，一个整体都是各个部分构成，部分组成整体。但是部分的性能又要保证对整体性能的结构框架不构成威胁，就相当于用砖头在每两块的缝隙交界处垒上第二层那样摆出一座小山的三角形状的样子。砖头构成了这“小山”，适当的抽出一些砖头，但是“小山”却并不会坍塌。在结构设计中。每个部分都承受分担着一定的压力，但是在某些部分被推出去的时候，并不会对整体结构的性能造成毁灭性的打击。

3.2结构具有合理性

即要符合抗震传递途径的合理性。建筑物的整体设计要基本符合抗震性结构，即竖向布置结构。并使建筑中的构建在重力的作用下而承担起整个建筑受到的压力。在布置楼顶体系时，要考虑使用重力并使用最短的构件支撑起建筑物的承载力，在布置转换结构的整体时，要尽量让上部的构件通过转换层而进行转换，从而提升建筑物的抗震性。除此之外，建筑物依附的墙体也是分担压力，增强建筑物抗震能力的不错选择。

3.3各防汛都具有合理性

一个建筑无论是横向还是纵向都应具有合理性，从而构建成一个合格的建筑物。这样便能避免横向或者纵向哪一方面出现问题而成为整个建筑物的致命部分，从而拉低整个建筑物的整体的抗震抗压性能。这也体现整个建筑物中各个部分环节的重要性。如若出现问题，则需采取相应的土木结构的方法进行补救。

4提升措施

通过针对一系列的案例和相关的地震资料以及一些抗震性的相关设计，可以总结出提高抗震性的相关经验，以下为详细的介绍：

4.1保证土木工程结构的合理性

当有地震发生时，土木工程结构能够通过结构设计将地震所带来的震感和压力分散开来。通过双向固定的结构，从而使得梁、墙与支柱之间能形成抗压力的支架，那么假如建筑物如果在地震中被破坏但是此时的墙体则形成了一个很好的支撑作用。与此之外，还应该遵守强弱梁，这种方式能够让墙各个部位的承载力得到最大限度的提升，从而显现其抗震性。

4.2抗震性严格按照抗震等级划分

土木工程结构的抗震性应该严格的按照抗震等划分，要别处理结构中的梁与墙等个结构。建筑中横向或者纵向的合理性，构建成一个合格的建筑物。当发生地震时，要使得土木工程的结构满足建筑的防护标准语建筑的结构可靠性。这样便能避免横向或者纵向哪一方面出现问题而成为整个建筑物的致命部分，从而拉低整个建筑物的整体的抗震抗压性能。这也体现了整个建筑物中各个部分环节的重要性。在设计土木工程结构时应该保证结构中的每一个节点不被破坏，因此结构设计要使各种结构之间能够更好的分担地震带来的力。这才能提升抗震性的有效体现。

4.3加强抗震防线的设置

保证在地震发生的情况下，各个部分都能承担自己所应该承受的作用力，从而更好地达到保护建筑物以及其人员财产的目的。让建筑物的刚度与强度合理的结合在一起，分散地震带来的作用力。将土木工程结构设计中抗震的有效性能与土木工程结构的高效性较好的展现出来。虽然当前世界各国的科技都在不断地发展创新，但是地震的随机性以及地震所带来的震感及其作用与地面上的力并不能准确的预测，所以为土木工程的建筑设计所要求的精确性增大难度。这也是未来需要克服的问题之一。

5结束语

既然没有办法制止自然灾害的发生，那么就应该防患于未然，增强土木结构的抗震性正是出于这一目的。较为有效的减少地震带来的人员财产伤亡，也可以减小灾区的废墟面积，同时也为地震过后的灾区重建工作减轻压力。因而我国的建筑行业应不断的及时更新观念，学习国外较好的抗震技术的结构与方法，不断地完善我国建筑行业的漏洞，并且不断的推动着建筑行业向前发展。

参考文献：

[1]王佼姣.低屈服点钢防屈曲支撑及其框架抗震性能研究[D].清华大学,2015.

[2]杨悦.核工程双钢板—混凝土结构抗震性能研究[D].清华大学,2015.

土木工程抗震设计篇5

在接受本刊采访时，中国工程院院士谢礼立称，地震灾害的本质是一种土木工程灾害，如果震前预防到位，可以确保在7级地震时杜绝死亡。

目前中国每年以土木工程为主的基础设施建设规模已超过世界上其他国家的总和。这一方面为增强中国土木工程的研究、设计和施工的总体水平提供了机遇，同时也提出了诸多要求。

其中最严峻的挑战是各种自然灾害和人为灾害的威胁。土木工程防灾减灾已经成为保障中国经济和社会可持续发展的重大需求。

“5·12”地震后，谢礼立曾提出，在中国五千年发展史中曾遭遇各种灾害，但危害极大、影响极广的土木工程灾害还未被充分认识。

从那时起到今天，5年过去了，中国的土木工程防灾减灾是否有了真正的成果？

农村自建房倒塌严重

根据目前芦山地震的情况，清华大学土木工程系教授、中国工程院院士陈肇元对《瞭望东方周刊》说，此次地震房屋倒塌主要在农村，问题出在房屋结构上。“农村的房屋实际上是有经验的泥瓦匠做的，而不是技术人员。每次地震都造成大量农村房屋倒塌。一定要提高国家管理体系，把管理触角深入农村，把精力放在改善房屋结构上。”

“长期以来，国家规范中对大梁、楼板、钢筋、混凝土等的做法都有要求。不过，直到2011年7月开始实施的新规范，才对房屋整体牢固性提出要求。而且这只是原则性要求，没有具体细则。”陈肇元解释说。

在他看来，如果房屋整体牢固性好，即使少些柱子也没关系，地震时至多是房屋出现裂缝。“从大的范围来看，如今所有的结构规范都是针对城镇，广大农村到现在都没有专业设计人员指导如何修建房子。”

“5·12”地震后，房屋的抗震能力、尤其是中小学教室抗震能力引起了国家重视。“中国房屋抗震等级相比其他国家偏低。国家特别提出中小学校舍要进行加固，尽管比其他国家要求低，也不至于倒塌。如果有倒塌，问题可能会出在管理、落实上。”陈肇元说。

清华大学土木工程系教授叶列平也认为，减少灾害措施主要工作要放在震前。“地震灾害最主要的还是工程灾害。房子不倒就没有灾害。之所以这次房屋倒塌主要集中在村镇，是因为村镇建筑没有纳入监管体系，都是自建房。”他对本刊记者说。

作为一名建筑抗震专家，叶列平曾参与“5·12”地震、玉树地震的调研工作。有人认为，“空心砖”优点是质轻、强度高、保温、隔音降噪性能好，缺点是承重能力差、抗震能力差。2011年3月10日云南盈江地震死亡的25人中，11人是在建筑物倒塌时被空心砖砸中。震后重建中，盈江县禁止以空心砖作为本地区房屋建筑材料。

叶列平告诉本刊，“空心砖”主要用于填充墙，对房屋整体抗震性能没有太大影响，至关重要的还是房屋整体建筑结构。

玉树震区一些政府机构和学校、住宅楼采用砖混结构，震中部分破坏甚至倒塌，部分表现较好。大部分民居采用混凝土空心砌块、土坯、木结构或几种材料混合使用砌筑而成，致使自建民居大量倒塌。

专家普遍认为，“5·12”震区农村自建房倒塌严重，是因为农村建筑以砖混结构为主，抗震能力低，其结构主要特点是，实心钻土砖承重、木瓦屋盖、楼板为预制空心板。

灾区有效实践土木工程减灾

谢礼立例举，造成土木工程灾害的主要原因包括：在土木工程的规划或建设中，不当的知识和技术，或不当的选址、设计、施工，以及不当的使用和维护，导致所建造的土木工程不能抵御突发的载荷，进而使土木工程失效和破坏，乃至倒塌。

他说，具有抗震能力的房屋较一般房屋成本增加10%到15%。

现在人们花很多钱装修房屋，而在谢礼立看来，应该把更多的钱用在抗震设防上。“房子质量涉及几个方面，第一是正确的选址；第二是正确的设防；第三是正确的设计；第四是正确的施工，不能偷工减料；第五，要用正确的材料。这都是保证房子抗震的基础。”他对《瞭望东方周刊》说。

2006年6月，甘肃省陇南市发生5级地震，陇南市文县临江镇东风村90%以上的房屋倒塌或严重毁坏，震后该村按照恢复重建规划，将整个村落搬迁到紧靠212国道的白龙江边进行重建。

全村重建地震安全农居73户，户均6间住房，县、乡政府从重建经费中给每户平均补助10500元，借款2500元，经政府协调由中国农业银行给每户贷款2000元以及通过世界银行项目给每户贷款5500元。

重建时，该村按照地震部门提供的当地抗震设防要求8度进行设防。完全按照农居地震安全工程标准进行规划、设计和施工，基础采用水泥毛石砌筑，以砖混和框架结构为主，按标准设置上下圈梁、过梁和构造柱，确保纵横墙体之间有必要的拉结，达到遭受6级左右地震不倒塌的基本要求。

按照同一抗震要求进行建设的，还有邻近的武都区外纳乡的李亭村和稻畦村。这3个村距“5·12”地震震中的平均距离约260公里，当地地震烈度也为8度，但这三个村住房完好无损，甚至连墙皮都没有开裂。

在谢礼立看来，“5·12”地震的另一个重要教训是，必须提高震区学校，特别是中小学建筑物的抗震能力。提高学校、医院等建筑物的抗震能力一般有两种方法：一是提高建筑物的设防水准，二是提高建筑物的重要性类别辅之以增强抗震措施。

在芦山地震中，加固的学校教室没有出现大面积倒塌。与此同时，澳门援建的芦山县人民医院引起了广泛关注，叶列平解释说，它运用了隔震结构，所以能在地震中安然无恙。“这种技术在‘5·12’地震后得到推广。‘5·12’地震后，房屋建设采用了多种技术，譬如在绵阳地区使用了消能减震结构。”

新版抗震设计规范有待落实

在陈肇元看来，建筑工程的抗震设防标准，首先与国家有关部门颁布的当地在地震发生时需要承受的基本地震烈度有关。

每次地震释放的能量是一定的，但受地震影响的强弱程度即地震烈度会随该地区离震中距离的远近、震中深度及地质条件等多种因素而变。

“地震烈度每增加1度，大体表示传到当地的地震地面运动的峰值加速度增加一倍，也就意味着，弹性阶段的建筑物受到的地震力要翻一番。”陈肇元说，至于设防烈度的取值大小，还需考虑国家的经济、物资供给能力和当地是否具备人类生存、活动条件等多种因素。

中国房屋建筑主体结构抗震设计采用了多目标抗震设防原则，规范规定的设防目标为“小震不坏，中震可修，大震不倒”。

关于建筑设计的抗震要求，中国至今仍只针对地震灾害，而且设防要求较低，也不强制要求占全国房屋建筑总面积三分之二的农村建筑物的抗震设防。

“5·12”地震后，住建部等部委了新的《建筑抗震设计规范》。在修订过程中，主要总结了“5·12”地震震害经验，对灾区设防烈度进行了调整，增加了有关山区场地、框架结构填充墙设置、砌体结构楼梯间、抗震结构施工要求的强制性条文，提高了装配式楼板构造和钢筋伸长率的要求。

谢礼立认为，和2001年的版本相比，修订后的《建筑抗震设计规范》对抗震概念设计的要求作了进一步、更符合实际的规定，使概念设计在工程中的应用更加具体地落到实处。

“然而，在中国目前尚没有一整套系统的结构抗震概念设计理论；结构工程师理论水平的不一致，导致概念设计在实际应用中方法多样，不能确保结构的安全耐久性。”他说。

参与这次修订的欧进萍此前曾详细研究过诸多中外建筑抗震设计规范，他在《地震工程灾害与防御- - -建筑抗震设计规范分析与比较》中指出，中国建筑抗震设计规范总体合理，但抗震设防水平略低于美国和欧洲。

土木工程抗震设计篇6

关键词：土木工程，现状，发展趋势。

中图分类号： TU71 文献标识码： A

1 土木工程发展现状

随着人们对建筑要求的不断提高，需要建构高层、大规模，甚至是大跨度的建筑，并且要求既要满足工程进度以及质量的要求，同时也需要保证成本的控制。目前，土木工程的发展现状总体概况如下。

1．1 土木工程理论的发展

随着科学技术的不断发展和进步，与建筑相关的学科，包括:力学、结构动力学、统计学等等学科的不断发展和进步，为土木工程的发展提供了重要的理论基础和技术支持。信息化的不断普及和深入发展，大型计算机在土木工程上的充分应用，包括结构抗力计算到极限状态理论、材料特性结构分析等，使得土木工程在强大的理论基础之上快速、全面地提升和进步。

1．2 建筑设计的发展

随着土木工程的不断发展和进步，使用概率统计来设计和分析各种数据，如: 荷载值、材料强度值。通过对风力、阳光、地震等不同自然情况的综合分析，结合工程的选址、结构体系等实际情况，进一步研究出可靠度极限状态的设计，得到工程的应力情况和力学性能等，以确保其满足现代土木工程的需要。随着土木工程理论的不断深入和技术的逐步发展，土木工程的设计和规划已经改变了以往凭借经验设计工程方案的惯例，特别是大规模的土木工程，运用了系统工程的理论和方法，趋利避害地全面考虑土木工程的安全、环境、经济等所有因素。

1．3 土木工程施工的发展

1) 建筑材料的发展。

复合材料高强钢材等全新建筑材料在土木工程中得到了不断发展和应用。如: 碳纤维、铝合金、镁合金、镀膜玻璃、双层中空玻璃、玻璃纤维增强塑料( 玻璃钢) 、各种节能混凝土等新型工程材料已在工业和民用建筑中得到广泛使用，它们在强度和耐久性上表现出优越性，为高层、大跨和结构复杂的大型土木工程建设提供了重要物质基础。但是，这些材料也有其缺陷，如: 有些弹性模量偏低，有些成本太高，应用范围比较窄，所以还需要进一步研究。

2) 土木工程实施工艺的发展。

工程实施的设备、工具不断地向自动化、机械化、科学化发展，如: 同步液压千斤顶、直升机安装技术、滑模等先进技术的出现，使得大规模的、高层的、复杂的土木工程不断发展并得以实现。预应力技术是施工工艺中最为突出的技术之一，可以应用在大跨度、大开间等多层和高层建筑，还可应用于核电站、预应力储仓、桥梁结构、公路工程等等。

随着应用系统工程的理论和方法不断应用于组织管理中，推进了土木工程的科学快速发展。并且，工程逐步趋向结构和构件标准化和生产工业化，使得土木工程的发展逐步实现节约成本、提高工程效率等需求，对于以往不能实现的施工工程，现在也可以实现。

鉴于以上土木工程的发展，虽然有了很大的进步，但是在这个人口剧增、交通拥挤、生态环境破坏严重的社会发展趋势之下，可以用来建筑的土地越来越少，促使土木工程不得不快速、科学地发展，才能满足社会发展需要。

2 土木工程发展趋势

2．1 精密化的理论研究

未来土木工程的理论发展趋势集中在力学，利用物理、化学、计算机技术对土木工程的不断应用，重点为解决数学分析与处理。现阶段，有些领域还不够完善，比如: 对于结构复杂的、流体介质等受力分析，需要进一步精密研究。对于土木工程中复杂的数值问题，还需要专门化的数学来解决。土木工程的信息化，可以模拟更复杂的施工情况。

2．2 土木工程材料的发展

土木工程的施工材料不仅要求质量高、安全性高、使用寿命长，而且随着生态型建筑理念的发展，对建筑材料造成污染、资源浪费等问题上要求更高，需要发展新型的、高新技术、生态建筑材料，以适应人和自然环境的协调发展。

1) 生态建材的发展。

为了实现绿色建筑，在保证工程质量的前提下，选用生态建材是最首要和有效的途径。比如选用环保材料、净化材料、可再生材料、循环使用材料等等成为未来发展的趋势。生态建材的发明和使用，大大提高了人们居住品质，减少对环境的破坏，有效降低建筑垃圾的产生，避免建筑材料的浪费，实现用最少的资源实现最高的品质要求。新型生态材料的使用，在节水节电上进一步优化，节省资源，实现人与自然的可持续发展。

2) 抗震强度高的钢材。

随着高层建筑、大跨度结构建筑的不断增多，对抗震材料的要求也越来越高。因此，要求建筑结构使用的钢材逐渐向高强度化、极厚化、低屈服比、低屈服点等方向发展。日本的建筑抗震效果较好，值得借鉴。他们研究的具有高抗震设计的低屈服比和低屈服点的钢板，它们是采用调整化学成分和改建热处理工艺等方法制成。生产出来的低屈服点钢材可辅助结构和减震控震装置。当地震发生时，首先达到屈服点开始变形，吸收了地震能，从而防止主体结构的破坏。高强度的抗震材料的使用，不仅可以减少钢材的使用量，还为抗震提供了安全保障，是未来钢材发展的趋势。

3) 智能化的混凝土。

目前使用的高性能的混凝土，具有体积稳定性好、强度高、工作性强、耐久性好等等优点。这些混凝土，具有高抗渗性、抗腐蚀性、抗冻性等优势，所以它们能够在恶劣的环境下较长时间的使用。最新设计的混凝土甚至可以使用100 年或者200 年以上。随着科学的不断进步和发展，智能化的混凝土将成为未来发展的趋势。智能化混凝土工程材料是指混凝土工程材料能够接受某些环境信息，自觉地进行逻辑判断，同时做出能够相适应的混凝土相关材料。这种智能性的混凝土材料，可以根据工程的需要，维持和调整混凝土的性质，比如: 流动性、保水性、粘聚性等，这样可以防止建筑受到侵害，或者对破坏进行修补，或者当有危险时也可以警报。这种智能化的混凝土是未来建筑材料发展的关键技术，但目前还比较昂贵，研究的人也不多。相信随着信息科学、生命科学的不断进步，智能化材料也将逐渐进入到土木工程的市场。

2．3 土木工程信息化的发展

近年来，信息化已经普及，并且逐渐带动工业的信息化，必然也会对土木工程造成较大影响。土木工程的信息化包括智能信息处理技术、计算机技术、自动化控制技术、网络技术等等，这些信息化技术不断渗透到土木工程中，并且涵盖了土木工程的全过程，不仅限于设计和施工，还有工程的物业管理、物流管理、设备维护和建筑全方位的实时监控等等各个方面。也可以利用计算机模拟管道空间布线，也可以利用信息化技术实现大型设备的整体吊装、大型桥梁悬索受力的控制、高温高压的焊接控制、建筑物的爆破等等。

2．4 防震与减灾

随着当前超大跨桥梁、高层建筑和大跨结构建筑物的兴起，结构设计呈现更高、更长的发展趋势。在很多的情况下，地震荷载已经成为结构设计的控制因素。所以大型复杂的结构系的抗震设计及其相对应的问题也得到了进一步的关注。相关的研究包括地震动的作用机理，建筑结构的抗震机理等。

2．5 扩大对岩土锚固技术的应用

岩土锚固技术的应用领域要不断的进行扩展。岩土锚固技术除了在边坡工程、地下工程、深基坑工程、结构抗浮工程中保持着良好的发展状态外，在桥梁工程、重力坝加固工程、抗地震工程中则有着长远的进展；同时，锚杆锚固机理的技术仍然不成熟，仍然是土木工程界的难点。

3 结语

我国正处于土木工程大力兴建时期，而随后的30 年后，将进入建筑物的维护时期，这就需要我们将土木工程信息化做大做强，才能为今后的建筑物的维护、监控等耗费较大的工作做足准备，土木工程的全程信息化具有重要意义。

相信土木工程在科学进步和人类智慧的共同发展下将会不断地前进，并将实现一个又一个飞跃，未来的土木工程将更好地为人类服务，再创高峰。

参考文献:

［1］ 庄实磊． 浅谈土木工程的特点与发展趋势［J］． 黑龙江科技信息，2012，15( 11) : 272．

土木工程抗震设计篇7

【关键词】民用房屋结构设计；钢筋混凝土应用

一、民用房屋结构设计

1、房屋建筑结构种类

1.1钢、钢筋混凝土结构：承重的主要结构是用钢、钢筋混凝土建造。如一幢房屋一部分梁柱采用钢制构架，一部分梁柱采用钢筋混凝土构架建造。

1.2钢筋混凝土结构：承重的主要结构是用钢筋混凝土建造，包括薄壳结构，大模板现浇结构及使用滑升模板等先进施工方法施工的钢筋混凝土建造的。

1.3混合结构：承重的主要结构是用钢筋混凝土和砖木建造。如一幢房屋的梁是钢筋混凝土制成，以砖墙为承重墙，或者梁是木材制造，柱是钢筋混凝土建造的。用预制钢筋混凝土小梁薄板搂混合二等，其他的为混合一等。

1.4砖木结构：承重的主要结构是用砖、木材建造的，如一幢房屋是木屋架、砖墙、木柱建造。房屋两侧（指一排或一幢下同）山墙和前沿横墙厚度为一砖以上的砖木一等；房屋两侧山墙为一砖以上，前沿横墙厚度为半砖、板壁、假墙或其他单墙，厢房山墙厚度为一砖，厢房前沿墙和正房前沿墙不足一砖的为砖木二等；房屋两侧山墙以木架承重，用半砖墙或其他假墙填充，或者以砖墙、木屋架、瓦屋面、竹桁条组成的为砖木三等。

2、结构功能

2.1安全性。在正常施工和使用条件下，结构应能承受可能出现的各种载荷作用和变形而不发生破坏；在偶然事件发生后，结构仍能保持必要的整体稳定性。

2.2适用性。结构应具有良好的工作性能在正常使用条件下。

2.3耐久性。在正常维护的条件下，结构应能在预计使用的年限内满足各项功能要求，例如，房屋不因为混凝土的老化，腐蚀或钢筋的锈蚀等而影响结构的使用寿命。

二、钢筋混凝土应用

1、钢筋混凝土结构的概念

钢筋混凝土结构是指由配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架的混凝土制成的结构。而钢筋混凝土是建筑工程中普遍应用的一种材料，它是由两种力学性能完全不同的材料- 钢筋和混凝土结合成的整体。

日常生活中，钢筋和混凝土本来是两种毫无关联的材料。众所周知，钢筋比重较大，能同时承受压力和张力；而混凝土是一种脆性材料，比重小，只能承受其中一种力―压力，不能承受张力。对于高大的建筑物，地面压力大，而仅有钢铁，是不能完全承受的。但是，如果只使用混凝土的话，造价上便宜很多，但是坚固性能不达标，可能对人们的生命财产造成威胁。鉴于两种材料的优缺点，建筑工作者把两者巧妙地结合起来，在混凝土中加进钢筋，这样可以扬长避短，既能降低造价，同时坚固耐用，保温性能也好。

2、钢筋混凝土结构加固应用原则

2.1维持性原则

针对抗震安全性系数降低的建筑钢筋混凝土结构，按照原来设计的标准规范，将钢筋混凝土结构的安全系数提升到降低前的水平，通常是对弱化原结构性能或者降低承载力的局部部位进行加固。该原则可参考借鉴的标准规范有《建筑抗震鉴定标准》，适用于按照抗震加固设计规范要求施工的建筑工程钢筋混凝土结构，而该建筑工程钢筋混凝土结构由于主客观原因，抗震水平已经下降，尤其是已经超过40年使用年限的建筑钢筋混凝土结构，需要尽量使其满足现行的国家标准规范。

2.2提升性原则

针对那些抗震设防水平无论是否出现下降，均不符合现行抗震设防标准的建筑钢筋混凝土结构。这种抗震加固不能继续沿用之前的标准规范，而是以现行标准为依据，对存在结构抗震水平差异的部位进行加固，尤其是那些施工时没有严格考虑抗震设防问题的建筑结构。提升性抗震加固施工的难度更大，在加固之前，钢筋混凝土结构已经在一定荷载作用力之下，产生应力压缩或者弯曲变形等，对其加固，并没有卸除原有的荷载，而是新增加的承载能力，减缓荷载的压缩影响，从而起到加固的效果。

3、结构的选型和布置

3.1 结构材料的选择

选择哪一种材料对建筑的结构抗震有着直接的影响，所以材料的选择应该与建筑的方案设计同步，在研究建筑形式的同时进着手进行研究。同时还应该要确定采用什么样的结构体系。这样做的目的，主要是为了能够根据工程的各方面条件，选择既符合抗震要求又经济实用的结构类型。结构选型是较为复杂的一项工作，在选择时必须要考虑建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素，再加上经技术、经济条件比较后再确定。

3.2 结构体系的确定

不同的结构体系，在抗震性能、使用效果和经济指标等方面的效果是不同的。因此，确定适合的结构体系至关重要。在选择确定建筑的结构体系时，建筑物刚度与场地条件的关系是必须要考虑的。如果建筑物自振周期与地基土的卓越周期接近一致，那就说明建筑可能会产生共振，进而加重建筑物损害。设计单位必须要掌握场地和地基土及其卓越周期，在建筑结构的设计中调整结构刚度，避开共振周期。

当然，在选择结构体系时，还应该要注意选择合理的基础形式。基础应该有足够的埋深，如果是多层房屋，就应该设置地下室。至于那些地基软弱的，就应该考虑选用桩基、筏板基础或箱形基础。而针对岩层高低起伏不均匀的情况，则可以考虑选择桩基，桩基可以穿入非液化土层，使建筑结构更加稳固。如果建筑物层数不多、地基条件又较好时，也可以采用单独基础或十字交叉带形基础等。

3.3 结构布置的一般原则

3.3.1 平面布置力求对称。通常情况下，对称结构在地面平动作用下只会发生平移振动，各构件的侧移量相等，这样就使得水平地震作用按构件刚度分配，所以各构件受力比较均匀，不会导致力的分布失衡。如果是非对称结构，刚心会偏在一边，质心与刚心不重合，即便只是发生地面平动也可能出现扭转振动，导致建筑物倒塌。

3.3.2 竖向布置力求均匀 结构竖向布置均匀，可以最大限度的使其竖向刚度、强度变化均匀，这样可以有效的避免出现薄弱层。从建筑结构的特点看，临街的建筑物，往往会因为商业的需要，底部几层有大空间的设置。非临街的建筑物，底部也可能门厅、餐厅或停车场，而出现大空间。在这种结构中，上部的钢筋混凝土抗震墙或竖向支撑或砌体墙体到此被中止，而下部须采取框架体系。也就是说，上部各层为全墙体系或框架一抗震墙体系，而底层或底部两三层则为框架体系，整个结构属“框托墙”体系。

三、结束语

钢筋混凝土结构在长期的自然环境和使用环境的作用下，它的功能肯定会慢慢的下降，钢筋混凝土结构的工程的任务不仅要做好建筑物刚开始的设计工作，而且还要能科学的去评估结构受损坏的客观规律和损坏程度，而且一定要采取一些有效的方法来为结构的安全是用作保障，从而使得钢筋混凝土结构的加固以后会成为一项非常重要的工作。

参考文献：

[1]宋中南.我国混凝土结构加固修复业技术现状与发展对策[J].混凝土，2012（10）：11-12.

土木工程抗震设计篇8

【关键词】土木工程；工程结构；地基加固

一、土木工程结构方面的现状

目前在土木工程结构上，主要有钢筋混凝土结构、钢结构、砌体结构和木结构等，在实际的施工应用中，钢筋混凝土结构和钢结构是用途最大和最广泛的两种结构。下面就这两种结构予以介绍。

1.1 钢筋混凝土结构的设计原理和方法

钢筋混凝土结构一般用于水利施工、房屋的建造以及道路桥梁建设。该结构在不同用途上，其考虑重点都有所差异。但在设计原理上，都必须首先遵循安全性，即在正常使用情况下能够承受可能出现的各种直接或间接作用力，即使突发状况也要保持必需的承载力和稳定性。在满足这点的基础上，再考虑适用性、耐用性和经济性。钢筋混凝土结构设计方法先后经历了容许应力设计方法、破损阶段设计方法和极限状态设计方法。前两个方法在设计上存在严重的缺陷已经不予采用，但是其设计思路在某些情况下还能够用到。目前广泛使用的是极限状态设计方法，它首先要计算出截面被破坏时的极限承载力，然后控制截面在使用荷载作用下的内力不大于破坏的极限承载力除以某个考虑安全的系数。从而依据此进行框架的设计。

1.2钢结构安装应注意的问题

钢结构的安装是将各种钢构件在现场用电焊、高强度螺栓、普通螺栓等方法连接在一起。从整体上看其设计的环节和技术较多，现场施工较复杂，下面本文从三个方面进行安装规范的说明。

1.2.1 选材与连接环节

目前常用的钢材有型材、板材、管材和技术制品四个种类。在钢结构的炫彩设计上，需要使用普通的优质碳素结构刚、低合金和普通碳素刚等等。钢结构对于刚才的要求比较严格，它要求钢材有较高的强度，优良的塑性和韧性，能够适应冷热加工处理，最后是对于耐久性的考量，要能适应足够低的温度，一定的抗腐蚀能力和重复荷载能力。对于不同的结构构件的现状有不同的要求，一般柱子截面呈"工"字形或者是箱型；对于梁部构件采用轧纸的"H"型，以及焊接的钢梁。

在结构构件连接上，一般需要焊接和螺栓连接。在焊接施工时，首先要对焊接接头的工艺进行标准化测试，定出焊接用料和各种参数。在高强螺栓连接过程中要重点关注螺栓链接孔位的精确度。制孔技术分为两种，一是使用数控机床进行钻孔；一是利用模版制孔。两者的精度存在差异，要根据现场情况和设计要求进行选择。构件连接的方法要首先确保设计要求然后在考虑施工难易程度及经济效益问题。

1.2.2 安装施工现场的控制

在钢结构安装施工现场，要做到管理有序，文明施工，这样才能高质、高效的完成安装任务，整个现场管理中有两点需要注意，即钢构件的堆放和安装机械地点的选择。按照一般的规律，现场用地面积要达到结构整体占地面积的1.5倍。根据安装程序，要把需要的钢构件从中转堆场，运输安置在安装机械的回转半径之内。对于安装机械，要做到各种环节的检查，诸如塔式起重机的臂杆长度要有足够的覆盖面，起重能力要进行检验，确保满足最大的起重需求，同时钢丝绳的长度要足够，安装机械的速度要满足不同速率的需求。对于安装的交叉作业，要进行合理安排，避免人员之间产生拥挤，机械之间产生碰撞。钢结构安装的最佳场所是规整、匀称的较平的建筑平面，因此安装流水线的设置要合理。

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

在结构截面设计中，常见问题主要分为两类：

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、地基加固方法

地基加固方法中的换填法是地基加固当中最为常见的方法，这种方法适用于天然的地质结构不适宜当期工程的建设，要采取换图垫层的土质置换的方法。换土垫层指的是用质量比较好的能够支撑工程建设的优质泥土代替原来的自然生成的土质，这种换土垫层法一般都是对建设的土地进行整体置换。而地基加固法当中的置换法有几种，包括水泥置换法、碎石置换法、石灰置换法等。

小结：随着科学技术的不断进步，我国建筑行业也在不断发展，在土木工程的建设中，要积极引进先进的技术，通过运用新型的材料不断推动建筑的发展。同时，在实际的工程中，要注意统筹全局，把好每一步关卡，保证建筑的质量和安全，从而不断满足社会主义现代化建设的要求，促进我国国民经济的快速增长。

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）.

土木工程抗震设计篇9

[关键词] 汶川地震 抗震设计 教学改革 工程结构

2008年5月12日14时28分,四川省发生了新中国成立以来破坏性最大、波及范围最广的里氏8.0级大地震,全国大部分地区有明显震感,震中位于四川阿坝州汶川县,无数房屋、桥梁在地震中垮塌,给人们的生命和财产带来了极大的损失。汶川地震主震过后,东南大学土木工程学院迅速组织科研人员深入绵竹城区进行震害调查和房屋鉴定加固工作,获得了很多宝贵的资料。调查结果表明,砖混、砖木结构破坏严重,框架结构破坏较轻。因此,深入研究建造震害特征,总结经验,如何让工程结构更抗震,是值得工程结构研究、设计、教学人员思索的问题。本文结合汶川地震建筑震害的特点,对工程结构抗震课程的教学改革进行了一些思考和探索。

一、汶川地震建筑震害情况

1.框架结构房屋震害情况。在地震区,框架结构房屋破坏较少,其破坏形式主要有3种:一是框架非受力构件的破坏,;二是房屋破坏严重,但没有倒塌;三是框架结构完全倒塌。

2.砖混结构房屋震害情况。汶川地震中,砖混结构房屋破坏十分严重,砖混结构房屋倒塌数量占总倒塌房屋数量的70%以上,破坏形式多种多样,主要震害现象有:墙体开裂、预制板脱落、楼梯间破坏、局部倒塌、窗间墙破坏等。

3.自建结构房屋震害情况。在偏远的山村,自建的低层住宅大多为砖土结构或砖木结构,我国对“农民自建低层住宅”的设计、施工并没有做出明确的规定。此类结构房屋的抗震性能完全取决于房屋本身的构造情况。如图1所示,有构造柱和圈梁的房屋在地震中完好无损,而图2所示的房屋由于墙体太薄(120mm)而倒塌。

二、《工程结构抗震与防灾》课程的特点及学科定位

工程结构抗震涉及到的学科很多,主要有工程地质学、地球物理学、结构力学、结构动力学等多方面的知识,具有内容多、综合性强、对专业基础知识要求高以及和工程实践结合紧密等特点。讲授这门课的主要目的是使学生了解地震产生机理和抗震设计的基本方法,使学生掌握抗震设计的基本理论和设计方法,并具备独立分析和解决工程抗震问题的能力。

三、《工程结构抗震与防灾》课程教学改革初探

1.将传统板书和现代化多媒体教学方式相结合。对于《工程结构抗震与防灾》这门课,由于课本内容相对较抽象,学生不易掌握,采用多媒体教学方式,充分发挥多媒体生动形象、节省课时、便于学生理解的教学优势,将汶川地震中建筑物的破坏特征总结后制成多媒体课件,结合实际来向学生传授知识,以加深学生对工程抗震重要性的认识,促进学生工程抗震概念及工程抗震意识的形成。

2.重视理论教学与实际震害的结合。教师在讲授《工程结构抗震与防灾》课程中,应该使学生深刻地认识到,某一确定地区的抗震设防烈度是不准确的,加上人们对结构地震破坏和倒塌机理认识的局限,在建筑结构设计中往往概念设计比计算设计更重要。对于工程结构抗震设计而言,大多数理论知识常来源于地震震害的深刻经验教训,然而当今高校的学生对震害认识明显不足。这就需要教师在讲课过程中能够结合地震灾害实例,加深学生对某些抽象概念的理解。

3.考核内容。本课程传统的考核方式主要是闭卷考试,也有人建议采用闭卷考试和开卷考试相结合的方式。无论哪种考核方式,其题型大都包括选择题、填空题、简答题和计算题,力求对本课程考核的更加全面,然而,这样往往导致学生更加注重某些具体问题的细节处理,从而忽视了从整体上去分析和解决实际抗震问题。撇开考试方式不说,如果能将选择题、填空题和简答题柔和成几道综合性较强的论述题,这样既增加了考试内容的综合性,又能做到不减少考试的内容,最重要的是能够考察学生整体运用知识的能力,提高学生的综合水平。

四、《工程结构抗震与防灾》教材优缺点及改进构想

1.教材优点。(1)由通常的“建筑结构抗震设计”拓展至“工程结构抗震与防灾”,新增了钢结构抗震、结构基础隔震和消能减震设计、桥梁结构抗震设计、结构抗风和抗火设计等内容,较大程度的增加了知识的广度和深度,从而更好的满足土木工程本科专业的教学需求。(2)以各类结构抗震为重点,同时介绍结构抗风和抗火等方面的内容。(3)注重基本概念、基本理论和基本方法,注重内容的系统性和先进性,注重理论和工程实践的结合。

2.教材不足。汶川地震中,学校、医院等公共建筑破坏严重,造成的人员伤亡十分惨重。根据这一教训,新一版的《建筑工程抗震设防分类标准》(GB 50223-2008)提高了学校、医院、交通枢纽等人员密集的公共服务设施的抗震设防类别,也出版了《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001,2008年版)。现有教材则是结合《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)等国家规范进行编制的,而该教材缺乏建筑抗震鉴定及加固这部分的内容。

3.改进措施。针对教材存在的不足,建议结合新一版的《建筑工程抗震设防分类标准》(GB 50223-2008)和《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001,2008年版)对该教材进行修订,并将抗震鉴定及加固部分的内容写进教材。在此之前,教师在讲课的过程中,可以通过网络资源等多种方式,查阅相关资料,在讲课的过程中将这部分内容补充给学生。

五、结束语

汶川地震已逐渐离我们远去,淡出人们的视线,但它给人们生命财产带来的损失却是前所未有的,我们应当从中总结经验教训,学会如何减轻地震灾害,学会与地震共存。随着科学技术的发展,工程结构抗震技术的不断进步,人们对结构地震破坏和倒塌机理有了更深刻的认识。作为一个教学工作者,应结合地震带给人们的深刻教训,积极对《工程结构抗震与防灾》这门课进行改革探索,将地震灾害和工程抗震结合起来,改变传统的教学内容、教学方式和考试内容,从而使学生能更好地理解和掌握这门课程,增强学生综合素质,为社会培养更多的优秀人才。

参考文献:

[1]李爱群,高振世.工程抗震设计与防灾[M].南京:东南大学出版社,2003.

[2]建筑抗震设计规范.GB50011-2001,2008.

[3]周奎,徐前卫,李惠平.土木工程专业“工程结构抗震”教学改革探索[J].土木建筑教育改革理论与实践,2008,(10).

土木工程抗震设计篇10

0.绪论

随着全球进入新一轮地震活跃期，地震对人类的影响越来越大，仅在我国就发生很多起重大地震，2008年的四川省汶川地震（8.0级）2010年青海玉树地震（7.1级）及2013年的四川雅安地震（7.0级），造成大量人员伤亡，绝大多数房屋倒塌，基础设施破坏严重，经济损失无法估计。特别是在农村地区，房屋建设重视室内外装修，轻视结构抗震、建筑安全费用投入，这种“重外观，轻结构”的观念，致使在地震到来时，建筑结构破坏也最大，青海玉树地震也是非常有力的证明。

本文通过对辽宁省中东部村镇房屋进行现场调查得出，按建设时间可分为土（石）木结构、石砌结构、砖混结构及框架结构。从结构形式的发展，不难看出，房屋的抗震防灾方面已经取得了明显的进步，但也存在各种不可避免的问题。

通过调查的村镇发现，大部分农村地区经济相对落后，农民收入渠道单一，收入不稳定，其在选择材料时贪图便宜，并且缺少规范的设计标准和施工工艺，导致房屋结构存在大量安全隐患。因此，本文把调查资料分类，通过分析房屋结构的不足之处而提出其在地震作用下可能产生的破坏现象，并提出可行的抗震措施。

1.房屋结构特点、现状及问题

1.1 土（石）结构

1.1.1 结构特点

土木结构房屋，多数建成于解放前，是最传统的房屋类型之一，曾经是农村建筑结构主要形式，而因为辽宁大部分是山地丘陵地区，其结构除了“土”、“木”，还有“石”。房屋平面多呈矩形，墙体主要有如下类型：黄土混合稻草后夯实及大块料石，黄土砌筑承重墙，墙厚在400mm；内隔墙为土坯砌筑；木质主梁，上铺稻草或者瓦片；基础多为毛石基础或者砖基础。

1.1.2 现状及问题

现使用中的房屋，大部分都有裂缝存在，竖向裂缝较多，其原因可能是产生不均匀沉降。由于辽宁地区夏季雨水充足，承重墙在水浸之后，局部基础石块有松动；局部支撑主梁处承重墙体破损，影响其承载力；部分墙角处因承重墙体下沉而产生斜向裂缝。

调查的房屋，基本上均没有防潮措施，因此在墙体约0.8m的范围之内，具有墙皮脱落的现象。

综上所述，此结构房屋抗震性能较差。随着规范的修订及施工工艺的提高，土木结构房屋已逐步退出。

1.2 石砌结构

1.2.1 结构特点

毛石砌筑的石砌结构房屋，基本上建与50、60年代，是辽宁省农村房屋的主要结构形式。房屋平面呈矩形，墙体用毛石和水泥砂浆砌筑，屋顶大多数采用坡屋顶，部分采用平屋顶，木质主梁及檩条；基础为毛石基础。而条石的石砌结构，大多建设于80年代，其墙体、基础都是规整的条石，采用毛石加垫片甩浆法砌筑。

在农村的大部分地区，出现了石砌-砖混结构，其特点是基础及基础上1m的外墙是石砌，其他墙体部分是砖混。

1.2.2 现状及问题

目前，此结构的大部分房屋处于使用状态，墙体裂缝比较少，房屋整体也没有发生不均匀沉降，其结构形式比较合理，抗震性能有一些提高。由于房屋的建筑材料多为岩石，一旦发生破坏倒塌，造成的人员伤亡程度会比较严重。

石砌-砖混结构采取了一定的抗震措施，具有较好的整体性和稳定性，但因为两种建筑材料不同，导致结构因伸缩性不同而使建筑刚度随高度变化而变化，以至于部分房屋翻建时，可在原基础上加盖新的砖混房屋。

1.3 砌体结构

1.3.1 结构特点

90年代以后，砖砌体结构是辽宁农村最普遍的结构形式，多数房屋为单层，部分经济实力较好的地区房屋为2-5层，屋盖均为现浇混凝土板；层高为3.3m，开间为3.0m；基础采用浆砌毛石基础；砂浆通常为水泥砂浆，早期房屋采用以水灌砂的方式代替砂浆；墙体主要为240mm或180mm的粘土实心砖砌筑，部分地区采用空心砖代替，且在水平方向均设有圈梁。

部分地区的房屋是砖混底框架，预制混凝土空心楼板的结构形式。

1.3.2 现状及问题

对于多层的砌体结构，为了增强房屋的整体刚度，多设置圈梁和构造柱，其犹如木桶外面的铁箍一般，为整体性差的砌体结构提供了有利条件。

在建的房屋中，圈梁的截面和配筋都满足抗震设计的基本要求，但也暴露了严重问题：在洞口处，圈梁断开；圈梁不平齐导致搭接不上等，从而使圈梁丧失了加强墙体的稳定性、约束墙体裂缝，提高墙体的抗震能力等有利条件，甚至降低了楼盖的整体性。

单层的砖混结构房屋均没有构造柱，从而使墙体抗剪性较弱，整体性较差，在地震纵波和横波的作用下首先使砂浆与粘土砖之间的粘结力减弱，墙体发生破坏，而无其他构件或原件约束墙体的破坏并消耗地震能量，最终致使建筑物坍塌。

从结构分析角度讲，预制板的抗震性能是最差的。虽然良好的施工可以保证预制板的性能，但在大地震的作用下，预制板的安全性难以保证。

1.4 框架结构

1.4.1 结构特点

2000年以后，在我省沿海等经济比较发达的村镇，出现了大量二层框架结构的房屋，其优点是可以较为灵活地配合建筑平面布置，空间分个灵活，自重轻，节省材料，有利于抗震。同时，框架结构的梁、柱等构件易于标准化、定型化，便于采用整体装配式结构，以缩短施工工期；而采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，以达到更好的抗震效果。

1.4.2 现状及问题

部分建筑物于层高不相同的地方没有设置沉降缝或者后浇带。因此，这类建筑物在地质条件不好的情况下，首先发生不均匀沉降，可能造成各部位墙体开裂，同时引起部分构件屈服甚至破坏，进而在地震的纵波和横波的共同作用下增大整个建筑物的变形。即使在地质条件较好的地区，建筑物的部分构件及建筑物整体等，也会在地震纵波作用下，可能发生严重破坏。

调查发现，对于建筑材料没有采用钢筋混凝土浇筑而采用粘土砖砌筑的女儿墙，虽然设有构造柱，但没有在构造柱和墙体连接的地方配置拉结筋，更没有压顶，一些地方甚至没有设置构造柱。甚至还有某些没有任何加固措施的女儿墙严重超过了规范规定的高度。因此，这样的附属建筑很有可能在地震横波和纵波的同时作用下破坏而脱落下来导致人员伤亡。

2.结论与展望