時間：2023-08-23 16:53:56
導語：在土木工程抗震設計的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領您探索更多的創(chuàng)作可能。
關鍵詞：土木工程；結構設計；抗震研究
中圖分類號：E271文獻標識碼： A
前言：近年來的幾次大型地震災害給我國部分地區(qū)帶來了巨大的破壞，國家經(jīng)濟建設受到阻礙的同時，人民生命財產也受到了極大地損失，為此，國家對于工程結構的抗震性能有了嚴格要求。工程結構的抗震設計就顯得尤為重要，其是工程整體抗震性能的前提和基礎，現(xiàn)文章就土木工程結構抗震設計中展開探討。
一、工程結構抗震設計方式
（一）采用隔震設計技術營造以柔克剛效果
建筑結構設計中采用隔震技術是一類效果顯著的新型工程抗震方式，我們可通過安放消能隔震裝置，例如隔震墊、橡膠于結構建筑基礎與底部之間，將基礎同上部結構有效隔開，進而令其動力作用與性能有效改變，顯著減輕建筑結構地震反應，營造以柔克剛的良好建筑結構抗震效果。隔震設計體系可令結構水平加速度地震反應有效下降約百分之六十，進而控制或消除了建筑結構受到地震的損壞影響程度，提升了建筑物與空間內部人員的安全水平。一般來講該隔震體系技術擁有強大的垂直方向承載力，可達到五十至兩千噸，同時該設計技術體系擁有較大垂直向壓縮剛度，相應的其水平向具有的變形剛度有限，僅為每毫米四分之一千牛至每毫米一點八千牛，而其在水平向變位極限值則較大，最大可達到五十厘米，并具有較充足的初始剛度，可抵抗輕微地震與風荷載。一旦發(fā)生強烈地震時可產生一定程度的柔性自由滑動。而倘若發(fā)生了較大變形則會回升剛度，發(fā)揮一定的限位與保護作用。
（二）減震消能結構抗震設計方式
減震消能結構抗震設計方式主要指位于某些建筑結構部位，例如剪力墻、支撐、連接縫、節(jié)點或連接件等位置合理設置消能組件或阻尼裝置，利用該消能裝置內含的非線性摩擦滯形進行能量耗散，或對地震能量進行吸收，進而降低主體建筑結構豎向與水平向的地震反應，避免建筑結構在地震作用下發(fā)生倒塌或破壞現(xiàn)象，以實現(xiàn)抗震、減震科學目標。該類設計方式主體適用于超高層或高層建筑，并在日本、美國等地實現(xiàn)了一定水平的應用，具有良好的抗震害效果。目前該減震消能抗震設計方式已在我國通過試點形式應用于一些建筑工程中并積累了良好經(jīng)驗。同時隨著新一輪抗震設計相關規(guī)范的出臺對上述減震消能與隔振技術應用于建筑工程明確了指導意見，表明該類新型抗震設計方式已逐步進入了實用發(fā)展階段。當然基于該類抗震設計方式的特殊性其造價成本相對較高，且由技術設計到構造再到施工均包含一定的復雜性，因此對其進行準確的掌握與合理的實施還存在一些問題，因此我們應繼續(xù)對其進行深入研究，力爭早日實現(xiàn)廣泛大規(guī)模的實踐應用。
二、抗震概念設計要點
震感強烈的地震在自然災害中破壞性非常大。近年來頒繁的地震災害造成了巨大的損失抗震概念設計在建筑結構設計中所占的比重也越來越大研究水平也大大提高這就需要建筑設計師們更加精細的進行研究設計。因此，應當針對地震形態(tài),制定結構抗震概念設計的原則,并保證其靈活的運用,使建筑物具有可靠的抗震性能。
（一）設計建筑結構上的簡練精細可以使結構一目了然而且也更加容易清晰明了的對各個構件的受力情況進行分析,這樣就能在受力數(shù)據(jù)的分析中保證并大大提高了精準程度。其次簡單的建筑構造還減輕了地震對建筑物的破壞,減少了工程整體的薄弱環(huán)節(jié)提高了建筑物的整體抗震能力。豎向的設計。
（二）均勻的進行豎向的均勻在設計過程中是必須要第一個考慮的設計過程中對于建筑橫隔層其上下結構比例的豎向收進尺寸必須要精確把握為了分隔層稱重均勻達標，一定要對豎向受力進行具體的分析。必須要整齊規(guī)則的開設洞口使剛度與強度在整體結構, 上進行提升與增強 確保不會因為突然的外力狀況造成剛度的突然變化是整體結構造成扭曲。另外要保證剛度以及延性,就要 同一層面支柱和 其他連接結構剛性一致,剛度趨于均衡,增加結構 延性,使構件更能吸 收和發(fā)散地震 能量。設置填充墻 時將墻與柱分開,在 不影響整體結構的受力狀態(tài)下,根據(jù)需要設置防震縫,進而保證其質量。
（三）進行合理有效的整體設計。按照建筑要求進行基礎的設計 避免基礎因為設計問題使得承載能 力的剛度強度無法達標 河靠穩(wěn)定的連接上部的構 件。對柱體、基礎、隔板、樓蓋基礎的鏈接位置要保證充足的抗力和剛度 所有的部件應當牢固并緊密的連接和協(xié)同在一起 在水平和豎向的抗震性能上一定要進行 增強。
（四）合理整齊的進行結構的規(guī)劃。結構規(guī)則能保證建筑結構有一個對稱的整 體布局,包括立體剛度對稱和外形對稱提高建筑抗側力。并且保證質量對稱,能使建筑物均衡抵御外力,很好的避免重心偏離,從而增強結構的抗震性能。
三、保證結構延性能力的抗震措施
合理選擇了結構的屈服水平和延性要求后，就需要通過抗震措施來保證結構確實具有所需的延性能力，從而保證結構在中震、大震下實現(xiàn)抗震設防目標系統(tǒng)的抗震措施包括以下幾個方面內容：
（一）“強柱弱粱”：人為增大柱相對于梁的抗彎能力，使鋼筋混凝土框架在大震下，梁端塑性鉸出現(xiàn)較早，在達到最大非線性位移時塑性轉動較大；而柱端塑性鉸出現(xiàn)較晚，在達到最大非線性位移時塑性轉動較小，甚至根本不出現(xiàn)塑性鉸。從而保證框架具有一個較為穩(wěn)定的塑性耗能機構和較大的塑性耗能能力。
（二）“強剪弱彎”：剪切破壞基本上沒有延性，一旦某部位發(fā)生剪切破壞，該部位就將徹底退出結構抗震能力，對于柱端的剪切破壞還可能導致結構的局部或整體倒塌。因此可以人為增大柱端、梁端、節(jié)點的組合剪力值，使結構能在大震下的交替非彈性變形中其任何構件都不會先發(fā)生剪切破壞。
（三）抗震構造措施：通過抗震構造措施來保證相城塑性鉸的部位具有足夠的塑性變形能力和塑性耗能能力，同時保證結構的整體性。這一系統(tǒng)的抗震措施理念已被世界各國所接受，但是對于耗能機構卻出現(xiàn)了以新西蘭和美國為代表的兩種不完全相同的思路。首先，這兩種思路均是以優(yōu)先對梁端出塑性鉸進行引導為基礎。不需要被塑性力學的機構概念所限制，若能夠在大震下實現(xiàn)以下的塑性耗能機構，就能保障抗震設計的根本要求：
1、以梁端塑性鉸耗能為主；
2、不限制柱端塑性鉸出現(xiàn)，然而通過適當增強柱端抗彎能力的方法使其在大震下的塑性轉動離其塑性轉動能力有充足的裕量；
3、同層各個柱的上下端若不同時處于塑性變形狀態(tài)。當前我國對于抗震措施中耗能機構的分析也遵循這一思路，普遍應用“梁柱塑性鉸機構”的結構形式。為了有效避免發(fā)生沒有延性的剪切破壞，在抗震設計過程中通常采取 “強剪弱彎”的方式對構件受彎能力以及受剪能力的關系問題進行處理。必須重視的是，相比于非抗震抗剪的破壞，地震作用下的剪切破壞是不相同的。對抗震來說延性是極為關鍵的性質之一，若想通過抗震措施對結構的延性進行保障，就必須明確影響延性的因素。對于梁柱等構件，延性的影響因素最終可以總結為最根本的兩點：混凝土極限壓應變，破壞時的受壓區(qū)高度。影響延性的其他因素實質都是這兩個根本因素的延伸。在抗震設計中為確保結構的延性，通常采用以下措施：控制受拉鋼筋配筋率，確保一定數(shù)量的受壓鋼筋，通過加箍筋來保障縱筋不局部壓屈失穩(wěn)以及約束受壓混凝土，對柱子限制軸壓比等。
結語：綜上所述，在土木工程中，結構抗震性能已成為衡量工程整體質量安全地重要指標，隨著相關制度規(guī)范的相繼頒布，對工程建筑的抗震性能有了更高得要求。新技術、心里念得不斷涌現(xiàn)，為抗震設計提供了很多新途徑，進一步提升了建筑結構的整體抗震性能。在實際工作中，我們總經(jīng)經(jīng)驗教訓，分析以往大型災難中受損建筑物的主要缺陷，應對建筑結構抗震設計進行深入探討，明確設計思路，進而有效提升結構抗震設計水平。
參考文獻
[1]謝朝陽.土木工程結構中的抗震技術發(fā)展[J].中國新技術新產品，2014，（8）.
【關鍵詞】抗震設計；性能減震；結構減震思路；結構減震技術
1 土木工程結構抗震性能原理分析
1.1 基本原理
當代土木工程抗震的研究已經(jīng)進入到了一個新的階段，人們對位移、能量等對建筑的影響進行了深入的研究。在上個世紀的末期學者對地震的研究中提出了性能抗震的設計方式，即土木減震結構在設計中滿足使用功能外，利用不同的位移指標對結構進行性能調整，從而產生抗震效果。此種結構設計實際上就是對地震破壞進行定量或者半定量的控制，對地震的反應和損傷程度進行評價與預防，使其在預期的控制范圍，從而在最經(jīng)濟的條件下控制地震造成的負面影響，其不僅僅可以保證生命安全也可以從性能目標上對建筑結構進行控制。性能目標所包括的有土木工程的場地、結構、重要性、投資效益、地震損失與重建因素等，以此對不同的抗震設計要求可以規(guī)定其結構到達適當?shù)男阅軜藴?，即土木工程結構在某一個地震設防的水準下達到最大的損傷程度。同時其控制可以從土木工程的經(jīng)濟性上進行控制，即出現(xiàn)損壞時降低其使用功能與恢復的費用，將損失控制在最小。
目前結構抗震性能設計的方法有：承載力、位移分析、能量設計等，這些設計方式所考慮的基礎不同也就形成了不同的結構抗震設計結果?；诔休d力的設計已經(jīng)成為了國際規(guī)范采用的主要設計標準。能量設計則是在上個世紀中期被提出，提出結構和內部設施被破壞的程度是由地震所產生的輸入能量與結構消耗能量共同作用而形成最終的破壞結果，此方法可以直接對結構損壞情況進行評估，但是參數(shù)的選擇則比較困難，因為無法選定一個相對固定的標準，因此使用起來較為困難。
1.2 性能設計理念
所謂性能抗震是設計就是先選定一個標準，將其確定為設計的目標，利用恰當?shù)脑O計形式與合理的規(guī)劃與結構選擇、比例確定。保證土木工程的結構與非結構的細部構造設計更加合理，并控制其建造的質量與維護措施，使得工程在一定等級的地震影響下將破壞控制在一定的范圍內?？偨Y國內外的性能抗震設計思路主要有：對工程的整體結構進行合理協(xié)調；確定建筑的性能水平與性能目標，并保證其合理；概念性設計與西部抗震構造的結合；合理設計方法實現(xiàn)合理的性能目標等。
2 結構性減震技術
2.1 結構減震的基本原理
減震的思路是根據(jù)結構的地震反應，通過自動控制或者執(zhí)行系統(tǒng)，主動的對結構施加一定的控制力，達到減小地震對結構的負面影響。從控制理論上看結構減震的方式主要有兩種：一是被動控制技術，此種方法沒有外部能源的供給，也稱之為無源控制技術。主要包括了隔震與減震兩種。主動控制技術則是為系統(tǒng)提供能源供給，也是一種有源減震技術。
2.2 減震技術的優(yōu)勢
目前在實際的土木工程中應用的減震技術有隔震與減震，其中隔震的措施應用較為廣泛。此兩種方式研究與應用都起始于上個世紀中期，末期技術提高了發(fā)展的速度與研究水平。這些積極的結構抗震方法與傳統(tǒng)的消極抗震方式相比較優(yōu)勢如下：
2.2.1 結構性抗震與減震可以大幅度降低結構在地震作用中的變形，盡量使非結構件產生較少的破壞，從而減少震后的維修成本，對于一些典型的現(xiàn)代建筑非結構部分如：幕墻、飾面、公用設施等造價逐步提高，甚至可以達到建筑造價的五成以上，因此減少其損壞有現(xiàn)實意義。
2.2.2 可以大幅度降低結構部件受到的地震的影響，從而降低結構抗震的成本支出，提高結構抗震的可靠性。同時隔震方法可以準確的控制傳導至結構上的最大地震應力，從而克服了設計抗震結構的難度，不需要準確確定載荷。
2.2.3 隔震與減震設施在地震后會產生變形與損壞，對其進行復位與修理也相對與結構修復更加的簡單與經(jīng)濟，因此可以降低建筑震后的恢復費用。
2.3 結構減震的適應性
在對結構減震的實踐中，證明采用隔震結合消能減震的技術可以對高烈度的地震進行防范，在7度的地震中檢測表明其土木工程結構所承受的地震作用大致相當與5.5級的地震烈度對建筑產生的破壞性影響，其結構在遭遇地震的時候工作范圍仍然在彈性范圍內，降低了結構在地震中產生的加速度、位移、速度等不良反應，從而減輕或者消除了結構部件的損壞，對土木工程起到了很好的保護效果。同時將隔震與消能減震的設計可以將非線性與大變形組件統(tǒng)一進行控制與保護，利用阻尼器與隔震支座對其進行保護，這樣就可以將設計、試驗、建造的重點放在這些構件上，使得減震設計更加的具有目的性。因為結構處在彈性變形中因此對其進行分析與設計就更加的簡單，分析結果越發(fā)可靠。
3 結束語
結構減震的技術從提出到今天已經(jīng)有了長足的進步，在著幾十年的時間里證明其相對于延性設計的方法而言，結構減震技術可以認為是對傳統(tǒng)抗震設計的變革。全球多個地區(qū)的學者對此都作出了貢獻，他們在此研究領域作出了大量的試驗與理論研究，整個研究呈現(xiàn)出多元化發(fā)展的局面，且都獲得了一定的成果。如：日本的學者在減震理論、設計方法、產品開發(fā)等方面都處在較為先進的位置。結構減震對地震破壞的控制理論種類多樣，而產生的減震裝置也類型眾多，減震控制技術已經(jīng)可以應用在大多數(shù)的土木工程中，從橋梁到建筑，從多層結構到高層結構，從鋼筋混凝土結構到鋼結構。在眾多結構減震技術中研究成果較為成熟且應用廣泛的就是前面提及的隔震與消能減震技術。其中隔震的技術在各類型的減震技術中效果較好，但是其應用的范圍較為狹窄，對于超高層或者高寬比較大的土木工程建筑并不適用，因此其研究的方向集中在：高程減震的隔震設計理論與方法研究；從土體-基礎-結構共同協(xié)調作用入手的隔震結構的受力分析；高阻尼橡膠減震設施、位移支座的開發(fā)等。雖然消能減震技術的抗震效果不如隔震技術措施，但是其應用的范圍廣泛，目前研究發(fā)展的重點是：消能減震結構的應用設計；隔震阻尼其的研發(fā)與標準化制定。總之，未來的抗震結構設計應在消除地震負面影響的思路上發(fā)展，并以此為基礎設計出更加實用的隔震與減震結構，保證建筑在地震中受到的破壞最小。
參考文獻：
[1]王衛(wèi)勇. 淺議結構減震在建筑中的應用[J].山西建筑, 2008,(19)
關鍵詞：土木工程；結構設計；問題；對策
中圖分類號：TU318文獻標識碼： A
一、土木工程結構設計中存在的問題
（一）土木工程建筑結構基礎設計中存在的問題
1、承重柱截面高度設計過小
在很多的建筑物中對于抗震烈度的要求在六度的時候，很多的建筑結構設計人員認為六度沒有必要進行防護措施，這樣更加利于受力分析。但是沒有防護的結果會導致承重柱的截面較小，在外界強加外力的作用下，會使柱與梁之間產生斷裂的現(xiàn)象，這樣就會對建筑施工造成嚴重的安全隱患，降低了建筑的耐久度，一旦有強烈的地面運動就可能會發(fā)生倒塌的事故，輕則建筑歪斜，重則人員的傷亡。
2、磚混結構中建筑工程構造柱與承重柱混淆不清
土木工程磚混結構建筑的構造柱和梁配合設計，可以對防止墻體裂縫產生的良好效果，是提高房屋建筑抗震水平的重要舉措。實際上，設計人員混淆了構造柱和承重柱的概念，將承重柱的設計方法直接套用到構造柱設計當中，沒有為構造柱設置基礎。如構造柱與承重柱混淆使用會降低墻體的約束作用，一旦有地震發(fā)生，構造柱的強度不及承重柱就會使其中的薄弱環(huán)節(jié)遭到破壞，最終導致建筑的坍塌。在建筑的過程中構造柱一般不另設基礎，這就會造成承重能力比較薄弱，當構造柱當做承重柱使用的時候，較大的負荷就會使支撐的部分發(fā)生裂縫，所以在設計的過程中設計人員一定要正確區(qū)分構造柱與承重柱，根據(jù)自身的特點在適當?shù)牡胤绞褂?，避免錯誤使用帶來的安全隱患。
（二）結構設計牢固性差
安全是結構工程最重要的質量指針，結構的設計與施工水平在一定程度上決定了工程的安全性，所以結構設計是防止破壞倒塌的重要保障，其中牢固性問題已成為工程結構常見的質量隱患，主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1、工程設計規(guī)范的安全設置水平偏低，對結構構件承載能力的安全性、安全系數(shù)范圍的定位不明確；
2、工程設計規(guī)范的整體牢固性差，在結構工程設計時，設計人員或相關單位不重視設計，也缺少設置安全等級前的論證，因此造成的火災、地震等人為破壞而造成的整體倒塌現(xiàn)象比較常見；
3、土建結構工程的耐久安全性差，而且缺少對結構的正確使用與維護意識，對于鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕不重視，從而導致結構安全事故的出現(xiàn)，并造成了土建結構的使用壽命嚴重縮短。
（三）土木工程結構設計安全設置水平偏低
我國土木工程質量和安全性能不高的另一個原因是結構設計安全設置標準偏低，由此導致了工程安全規(guī)范方面的漏洞，致使安全設置規(guī)范難以發(fā)揮對工程設計的約束作用，工程質量相對較低，較易造成安全事故的發(fā)生，損害了工程的建設效益，縮短了工程的使用年限。這些問題的出現(xiàn)都要歸因于我國土木工程結構設計安全規(guī)范低于國外水平，由此導致施工的質量難以達到國外土木工程施工質量水平。由此要針對工程設計結構安全設置標準加以改善，從而以更高的要求來進行土木工程的施工規(guī)范。
二、土木工程設計優(yōu)化的對策
（一）完善土木工程結構設計標準
針對土木工程結構設計中的問題，要不斷完善各種技術標準，積極吸引國外先進工程施工技術，并根據(jù)我國實際情況加以創(chuàng)新。要針對土木工程設計安全設置不足的情況加以規(guī)范，提高各種技術標準，使土木工程的設計施工能夠提高一個層次，以更高的水平保證土木工程的質量，防止安全事故的發(fā)生，保證工程的耐用性和效益水平的發(fā)揮。要結合工程設計規(guī)范和工程具體實際進行分析，針對不科學的設計規(guī)范及時向主管部門反映，及時進行修正，保證安全設置規(guī)范的科學性和合理性，保證擁有更高層次的土木結構設計的出現(xiàn)。
（二）確定構件截面尺寸
土木工程需要嚴格控制截面尺寸的構件，其主要有柱尺寸、梁尺寸、板尺寸三種，具體確定方法如下:
1、柱尺寸。土木工程的結構主體柱截面一般都相同，因此可以估算中柱的截面尺寸，然后估算出整個結構恒荷載的標準值、活荷載標準值，混凝土軸心抗壓強度的設計值和柱軸力的設計值等；
2、梁尺寸。以柱距為標桿。如果柱距相同，則表示邊跨梁、中跨梁、邊柱聯(lián)系梁、中柱聯(lián)系梁等的截面尺寸一致；
3、板尺寸。需要考慮限制板的撓度、裂縫寬度等因素對鋪設在板內管線的影響。
（三）內力組合的設計
內力組合是土木工程結構承載力抗震設計的要點，它要求在調整承載力抗震系數(shù)的基礎上，組合框架梁的內力。
1、承載力抗震系數(shù)的調整
工程結構抗震設計要求材料強度的設計值應大于沒有考慮抗震要求時的材料強度設計值。如果采用非抗震設計的材料強度設計值進行計算，則抗震設計需要對承載力抗震的系數(shù)進行調整。通過綜合受彎梁、偏壓柱、受剪等的系數(shù)調整，提高結構的承載能力。
2、框架梁的內力組合
梁承載力的設計控制截面，通常采用梁端和跨中的方式。當?shù)卣鹱饔媒M合的時候，除了要利用梁端的抗負彎矩和剪力設計進行接口的控制，還需要組合梁端的正彎矩。譬如土木工程結構在使用期間，很有可能同時遇到兩種類型以上的可變荷載。為了減少結構的不利效應，可以控制可變荷載效應組合和永久荷載效應組合，分別取值1.2和1.35；而如果效用有利于結構設計，則效應取值為1.0，傾覆、漂移、滑移等取值為0.9。
3、跨間彎矩計算
結構在恒載和活載作用下，可將近似取值跨間彎矩。并根據(jù)支座彎矩的調幅和平衡條件，計算得出相應荷載。其中，需要涉及到的計算因素有梁端左右的彎矩、豎向荷載、地震力組合等。
（四）安全性設計
在進行安全設計時首先應該注意的就是加強對設計人員的專業(yè)素質的要求，讓其可以充分的掌握相關設計規(guī)范，結構計算要熟練和準確，理論知識要充分，同時培養(yǎng)良好的設計素養(yǎng)。這些都有待于設計人員不斷提高自身的專業(yè)素質，在工作中對自己嚴格要求。其次就是相關的設計單位需要進行科學以及有效的管理，施工單位在選擇設計單位時需要選擇設計經(jīng)驗豐富，相關資質等級較高的單位，這些單位的管理一般都比較的先進。再者就是在進行設計計算時需要細心，除了一般的要求的設計項目需要滿足設計要求之外，還需要認真的檢查設計的每一個步驟是否有問題，因為一旦計算出現(xiàn)問題，整個設計都會受到影響，因此對于每一個數(shù)據(jù)都要認真的進行核實和校對。最后就是在進行施工時需要對施工單位進行現(xiàn)場監(jiān)督，保證施工是按照圖紙進行的，在施工驗收階段，通過和施工單位配合，保證施工人員正確的理解施工圖紙，避免因為圖紙問題引起工程質量問題，同時還應該嚴格按照工程施工圖來進行工程的驗收，以保證工程的質量。
（五）科學管理與定期檢測
土木工程維護和檢測對于土木建筑質量與使用壽命密切相關。而任何的質量問題，都是因量變發(fā)展到質變，因此我們需要定期對土木工程施工進行全方位的安全檢測。首先，在檢測的過程當中還需相應的監(jiān)督部門對檢測全程監(jiān)督，以此來督促工程單位以嚴謹?shù)膽B(tài)度對待檢測工作。其次，土木工程的牢固性在正常使用中，很難察悉問題，只有遇到嚴重的災害時問題才會出現(xiàn)，是由于小的隱患逐步擴散造成。因此，需要對土木工程做定期的維護檢測。
三、結語
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，科學技術水平的不斷提高，人們對于土木工程的要求也越來越高。因此必須要進行科學合理的設計，在保證土木工程結構安全與穩(wěn)定的基礎上，滿足時展的需要。
參考文獻：
[1]薛揚欣. 土木工程結構設計安全問題分析及策略研究[J]. 建設科技,2012,(16).
【關鍵詞】地震作用；建筑結構抗震設計；安全性；可靠性
地震，作為人們所熟知的一個名詞，給人們的印象是山搖地動、房倒屋塌、人畜傷亡！縱觀歷次大地震，以建筑結構為主的工程設施在地震中所扮演的角色是顯而易見的。正是由于地震中工程設施的損壞，特別是建筑物的倒塌導致了更大規(guī)模的財產損失，同時也帶來了難以承受的人員傷亡、因此，對于發(fā)生的時間、地點、強度和頻繁程度都不確定的地震作用，采取什么樣的策略和措施從而令建筑物在地震中可以可靠地承受地震的破壞作用，是擺在土木工程師面前的一個重大問題，更是一向責任和使命。
一、防震減災是工程抗震最有效的措施
建筑應根據(jù)其使用功能的重要性分為甲類、乙類、丙類、丁類四個抗震設防類別。甲類建筑應屬于重大建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴重次生災害的建筑，乙類建筑應屬于地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復的建筑，丙類建筑應屬于除甲、乙、丁類以外的一般建筑，丁類建筑應屬于抗震次要建筑。
土木工程防震減災的基本措施通常有四類：災害預測、評估及預警，工程防災減災規(guī)劃，抗災救災決策與措施，提高工程結構的抗災能力。歷年來的各次大地震的事實充分表明，人類目前尚無法避免地震的發(fā)生。但是，切實可行的抗震計算和抗震措施使人類可以有效避免或減輕地震造成的災害，因此，就目前來說，提高工程結構的抗震減災能力是最根本最直接最有效的措施，而且人類在與地震的抗爭中已經(jīng)總結出不少行之有效的防震減災、救災的經(jīng)驗，并成功應用與工程實踐。
二、防震減災的目標
我國是一個多地震國家，近年來地震活動頻繁發(fā)生，特別是在四川汶川地震和雅安地震中，建筑物的嚴重損壞已經(jīng)引起人們對建筑物抗震安全的重視，我國建筑結構的抗震設計準則是“小震不壞、中震可修、大震不倒”。研究建筑結構的防震減災，就是為了避免建筑物在強震中出現(xiàn)因為地基失效、承重結構承載能力不足或變形過大、結構喪失整體性而引起破壞，確保建筑結構可以保持預期的安全性，從而更加有效的維護人民生命和財產的安全。
三、抗震設計理論的發(fā)展
結構抗震理論的發(fā)展依賴于人類對地震地面運動特征及結構地震反應特性兩方面的認識。人類對地震地面運動特征的認識經(jīng)歷了一個由淺入深的過程。隨著人類對地震地面運動特征及結構地震反應特性的不斷認識，結構抗震理論逐步從靜力理論發(fā)展到反應譜理論、彈性動力理論和彈塑性動力理論。
建筑物由地標破壞引起的破壞屬于靜力破壞，這可以通過場地選擇和地基處理加以解決，靜力理論存在的缺陷比較多，因此逐漸被更完善的理論所替代。隨著建筑結構抗震技術的發(fā)展，人們認識到用地震反應譜確定地震作用更加準確和有效，地震反應譜就是質點的最大絕對加速度反應與體系自振周期的關系曲線，地震動不同，其地震反應譜也不同。地震反應譜可以有效地反應地震作用，但是這種方法一般用于彈性體系，有很大的局限性。隨著社會的發(fā)展，結構彈性動力理論也得以快速發(fā)展，到目前已經(jīng)發(fā)展得比較成熟，國內外優(yōu)秀的彈性反應分析程序和軟件數(shù)量也非常多，功能強大，科研人員及結構工程師可以對任何復雜的結構體系進行較為可靠的彈性分析模擬。
四、基于結構性能的抗震設計理念
歷年地震表明，大小地震導致結構正常使用功能喪失而對人類的生命和財產造成威脅，同時，結構在中震和大震作用下往往處于非線性工作狀態(tài)，傳統(tǒng)的彈性分析理論和設計方法不能正確地反映中震和大震作用下結構的工作特性，此時仍然假設結構處在彈性狀態(tài)工作是不合理的，且會造成材料的巨大浪費，是不經(jīng)濟的。因此，基于承載力和構造保證延性的傳統(tǒng)抗震設計方法已不能適應現(xiàn)代社會對結構抗震性能的要求，這迫使工程人員進行反思并尋求更加完美的設計思想，是工程結構在各種可能遇到的地震作用下的反應和損傷狀態(tài)控制在預期要求的范圍內?；诮Y構性能的抗震設計思想正是在這一背景下被提出的。
1、性能化抗震設計的核心思想主要有三點：
多樣化的抗震設防目標及其相應的成本-效益衡量手段。對于不同的建筑物，應根據(jù)其重要性和相應的功能要求采用不同的抗震設計目標。性能化抗震設計所最終追求的是根據(jù)業(yè)主和建筑物自身的需要，根據(jù)場地地震的發(fā)生概率、建筑物的破損概率、相關損失預測，最終確定一個建立在最佳成本-效益核算基礎上的抗震設防目標。
多階段抗震設計及相應的分析手段。結構在中震或大震中會進入彈塑性階段，這時傳統(tǒng)的彈性分析工具和分析方法手段已經(jīng)不能滿足使用的要求了，這就需要有新的方法被發(fā)明創(chuàng)造出來，以方便的計算地震中進入彈塑性階段的結構內力。
多參數(shù)評價和相應判斷準則。基于位移的抗震設計在很長的一段時間里，是性能化設計的一個主要代表。隨著性能化設計的進一步發(fā)展，從能量角度來衡量地震能量消耗成為一個熱點，但是位移顯然不能很好的表達能量消耗，因此基于能力的抗震設計方法得到了快速的發(fā)展。
2、基于位移和能量的設計方法
量化結構性能的指標通常有三種常用的物理指標，即：力、位移、能量。結構在地震作用下局部或整體的位移可以反映結構的受損程度，較有效地實現(xiàn)結構性能控制，因此基于位移的抗震設計方法是實現(xiàn)基于性能設計思想的重要方法，也是目前應用最廣泛的理論。地震是一種能量的傳遞，在短時間內釋放巨大的能量，如果結構可以消耗掉地震釋放的能量，那么結構就是安全的，處于此種理論，基于能量的設計方法得到了廣泛的研究，并且也取得了一定的成果。
3、結構彈塑性分析和性能化設計的關系
隨著社會的發(fā)展，地震災害中非結構破壞造成的經(jīng)濟損失，所占的比例越來越大，現(xiàn)行設計理念在減少地震損失方面還存在許多不足。美國學者在上世紀90年代初率先提出了基于結構性能的抗震設計理念。在強震作用下，結構將進入彈塑性變形狀態(tài)，結構抗震彈塑性分析會促進性能化抗震設計的極大發(fā)展。
總結：
地震是人類面臨的最嚴重的自然災害之一，常常引起建筑物的破壞、人員的傷亡，給人類社會造成巨大的經(jīng)濟損失。地震災害與其它自然災害如風災、水災等的顯著區(qū)別在于幾乎所有的人員傷亡和經(jīng)濟損失都與工程結構及構筑物的破壞密切相關。為避免損失和減少傷亡，必須對工程結構采取抗震措施和進行結構抗震設計。
隨著世界工程人員和研究人員對地震作用研究的深入，抗震理論研究的越來越完善，工程人員和研究人員對抗震設計的經(jīng)驗總結也越來越全面。同時，抗震設計也越來越受到重視，更多的研究會專注于抗震設計。彈性理論分析已經(jīng)相當成熟，現(xiàn)代的彈塑性分析雖然取得了很大的進展，但是還有很多關鍵的問題尚未得到很好地解決，這也將是今后結構彈塑性抗震分析科研和工程實踐的發(fā)展方向。結構的抗震作用直接關系到人類的生命安全和財產安全，結構的抗震性能亟待提高，抗震理論分析亟待完善。
參考文獻：
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[2]建筑抗震設計[M]/張延年主編.北京：機械工業(yè)出版社，2011.6
[3]建筑結構抗震設計[M]/王建強主編.北京：中國電力出版社，2011.9
[4]建筑結構抗震設計[M]/李英民，楊溥主編.重慶：重慶大學出版社，2011.2
作者簡介：
葛元飛（1992—），男，鄭州大學 土木工程學院 2010級土木工程專業(yè) 四班。
關鍵詞:土木工程;結構設計;存在問題;設計措施
一、引言
在土木工程項目管理過程中，其中一項重要的組成部分就是工程結構設計措施的控制與管理。而對于土木工程項目管理來說，各種內外部因素均容易影響工程項目中工程結構設計措施的管理應用工作，因此，工程設計人員在項目設計階段必須將各種影響因素充分考慮在內，并制定相應的對策，盡可能在整個土木設計的階段中運用最新的控制管理技術。只有這樣，土木工程項目設計階段的結構設計措施控制與管理才能得以強化，從而為土木工程項目設計階段管理乃至整個項目管理打下扎實基礎。
二、土木工程結構設計理念存在的問題及設計原則
(一)從設計理念上加深對土木工程結構使用壽命的理解
我國在土木工程結構的設計理念上，逐漸改變了原本的簡單的設計符合荷載強度的設計原則，保證不但符合荷載強度需求，而且要符合使用壽命需求的設計思路，因而國際上要求的土木工程結構建設的使用壽命相一致。深刻理解土木工程結構的使用壽命，并對結構的重要性的確定手段展開研究。然而，在確定使用壽命上較為簡單，而可靠性不夠，必須由大量模擬實驗進行驗證。使用壽命得以確定后，必須全面考慮土木工程結構建設的規(guī)劃、設計、施工、運行(包括養(yǎng)護、維修、管理)，保證修建的土木工程結構能實現(xiàn)預期壽命。
(二)進一步關注土木工程結構的耐久性問題
在建造和使用土木工程結構中，必然會受到環(huán)境、有害化學物質的影響，同時還會遭受巨大的交通荷載、地震荷載、風荷載、疲勞荷載甚至是超載，這會產生人禍等安全意外，并且土木工程結構使用的材料會隨著時間不斷老化損耗，結構中各個部門或多或少會被損壞。從大部分的病害實例可知，不僅包括施工和材料兩個因素，而且構造上也就是設計上的不足對結構耐久性也有影響，并具有決定性作用。
(三)不能忽視環(huán)境對于土木工程結構及構件的影響
在設計土木工程結構耐久性時，特別要對環(huán)境因素對鋼筋和混凝土產生的腐蝕反應給予高度重視。針對海邊的土木工程結構來說，必須要對環(huán)境的氯離子侵蝕狀況進行充分了解，該類型的環(huán)境因素會嚴重腐蝕土木工程結構耐久性，這會產生極大影響。
(四)更深入地研究土木工程結構在疲勞荷載作用下的反應及對策
因為在土木工程結構中承擔著動荷載作用，包括活荷載作用和風荷載作用，該類的作用力會對土木工程結構內部形成循環(huán)往復并產生變化的應力，不僅會對結構產生影響，使其震動，甚至會給結構帶來疲勞損傷，這一問題逐漸積累，對內部結構產生較大的傷害。因為土木工程結構使用的材料一般難以實現(xiàn)真正的均勻和連續(xù)，同時會導致出現(xiàn)較小的問題和不足，在上述循環(huán)往復并不斷變化的應力的作用和影響下，這些細小的問題都會逐漸擴大，進而形成一定損傷，這些必須受到重視，否則會逐漸惡化，對整個結構產生不利，影響其安全性。而在研究疲勞荷載作用上，不單單是研究土木工程結構的整體結構，通過實踐可知，一些土木工程結構關鍵部位上的構件由于未能有效抵抗疲勞荷載作用，進而導致局部失效，最終則造成了土木工程結構整體結構失效。
三、土木工程結構設計存在的問題及設計措施
(一)基礎連系梁設計的常見問題及設計措施
對于樁基礎而言，需要在單樁承臺彼此呈90°角的方向安裝連系梁;且設計安裝過程中需要首先考慮短向問題。對于單一擴展型基礎而言，實際施工階段，需要提供對單一基礎及其連系梁間的縫隙進行處理，選擇混凝土填充，確保和基礎頂面完成對齊，接著便可以開始基礎連系梁澆筑工程。經(jīng)過上述處理，能夠讓連系梁計算跨度合理減小，更加符合設計要求。如果是通過基礎連系梁完善柱底彎矩，那么需要按照框架梁狀態(tài)，對其配筋與截面尺寸實施合理的設計。在這種情況下，需要對所有梁正彎矩鋼筋進行處理，且位置選擇1/2跨處，對于基礎連系梁而言，框架柱部分的縱筋需要采用箍筋的方式進行加密、錨固，確保和上層框架梁之間完美一致。
(二)框架結構柱設計的常見問題及設計措施
在考慮抗震性能問題時，需要按照抗震設計要求開展加密工程。除此之外，加密柱的高度不可以超過柱高區(qū)范圍這一要求作為前提條件，采用加密方法，使樓梯和角柱間梯柱、框架柱得到有效保護。一般來講，框架結構柱截面部分應當滿足以下標準:如果土木工程結構需要達到1、2、3級抗震標準，那么截面邊長需要超過400mm;如果土木工程結構需要達到4級抗震標準，那么邊長需要超過300mm;如果并未考慮抗震問題，那么邊長需要超過250mm。實際施工過程應當嚴格遵循以上標準進行處理，防止結構出現(xiàn)問題，引發(fā)嚴重的安全隱患。
四、結束語
綜上所述，對于現(xiàn)代土木工程項目建設而言，在整個體系中，一個至關重要的部分就是工程建筑結構的設計措施管理，各種內外部因素都容易對其產生影響，因此，必須以工程結構設計措施的控制與管理作為其依據(jù)，有助于各設計單位有效提升土木工程項目的品質，保障廣大社會人民群眾的基本權益。工程設計人員對土木工程項目建設中設計階段的控制與管理，必須全面了解此項工作的技術重難點，從而構建完善的工程設計管理體系。總而言之，唯有保證土木工程項目良好的設計措施應用質量，積極做好技術優(yōu)化與創(chuàng)新的控制和管理，才能確保土木工程項目建設的質量和品質。而設計階段的結構設計措施管理，對于土木工程的發(fā)展也將越來越重要。
參考文獻
［1］石善民．韓素容．建筑結構設計及規(guī)范應用中若干問題的探討［J］．工程質量，2010(03)．
1)課程知識點多且更新快，授課內容容易脫節(jié)。高層建筑結構設計是土木工程專業(yè)重要的傳統(tǒng)課程，課程內容豐富，理論嚴謹，注重學生工程實踐能力的培養(yǎng)。隨著科學技術的進步和實驗方法的完善，新的結構和新的技術不斷出現(xiàn)，因此該課程的內容在不斷擴充，分析設計方法也在不斷完善，任課教師不了解新規(guī)范的變化，在教學過程中就很難將最新的知識傳授給學生，和當前的設計方法脫節(jié)。
2)教學實踐環(huán)節(jié)的針對性不強。培養(yǎng)工程實踐能力是一般本科院校土木工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標，我?，F(xiàn)實行的“3+1”的教學模式就是針對該人才培養(yǎng)目標提出的。所謂的“3+1”人才培養(yǎng)目標就是在本科四年中拿出一年的時間用于教學的實踐環(huán)節(jié)，這里的實踐環(huán)節(jié)包括各種課程設計和生產實習，學生通過課程設計會對一些基本結構和構件的設計有初步的了解，但在生產實習環(huán)節(jié)大多數(shù)學生從事的只是最基本的體力勞動，對實際工程的認識不夠?，F(xiàn)在高層建筑結構設計課程的每個知識點大多均為解決工程實際問題提煉而成，如果學生缺乏對工程結構的認識，那么對于高層結構中的概念設計、計算方法和構造措施就理解不夠。
3)教學學時偏少，與抗震課程內容交叉重疊，教學方法與手段落后。在一般本科院校中，高層建筑結構設計為32學時，且開在第七學期，臨近畢業(yè)學生面臨就業(yè)、考研等多重壓力，很難安心學習;在課程內容上高層建筑結構設計課程的內容與荷載結構設計方法、結構抗震設計的部分內容交叉重疊，分開教學導致知識點分散，教學效果不理想;課堂教學中大多采用傳統(tǒng)的填鴨式教學方法，學生接觸不到實際工程，體驗不到以理論來指導實踐的快樂，故無法激發(fā)學生的學習興趣。
4)考核方式不盡合理?，F(xiàn)在的高校仍然采用應試教育思想指導下的傳統(tǒng)的考試模式，采用平時成績加期末考試成績的方法，考試形式單一、內容片面，很難全面客觀地評價教學效果。作者根據(jù)近2年對高層建筑結構設計課程的考試方法進行改革，聯(lián)系國家注冊結構工程師的考試大綱和考核方式，讓學生接觸工程實踐，讓學生體會到學有所用的成就感，取得了一些成果。針對上述高層建筑結構設計教學中存在的些許問題，課題組的老師進行了相關的教學改革并在2012年申請了黑龍江省教育科學規(guī)劃課題項目獲得了資助。
2高層建筑結構設計課程改革的內容和方法
1)精簡授課內容，避免不必要的重復。高層建筑結構設計是在荷載結構設計方法、鋼筋混凝土結構、砌體結構和結構抗震設計課程修完之后開設的，與這些先修課程有著密切的聯(lián)系，因此在教學過程中有部分內容交叉重疊，如豎向荷載和風荷載的計算;抗震設計中地震作用的計算;鋼筋混凝土結構設計中框架結構的分析計算方法等這些內容均與先修課程重復，這就需要任課教師在滿足教學大綱的前提下充分做好授課計劃，事先做好已有知識和新內容之間的區(qū)分和銜接，避免與前述課程內容重復，造成學時的不必要浪費。在課堂講解中做到重復的內容講差別，相似的內容講典型，重點鍛煉學生運用計算方法和分析方法解決問題的能力，提高工程實踐能力。
2)在課程內容的設置上，注重加強學生對概念設計的理解。在現(xiàn)有的高層建筑結構設計教材中，概念設計一般位于教材的第一、第二章，主要講解結構體系與布置原則，但實際上，概念設計貫穿于結構設計的全過程。在教學中以生動易于學生理解的實例講解晦澀難懂的理論，讓學生從根本上理解。
3)改革考核方式，重點提高學生的知識運用能力。在土木建筑行業(yè)，與高層建筑結構設計相關的行業(yè)規(guī)范是《高層混凝土結構技術規(guī)程》和《抗震設計規(guī)范》。在土木工程專業(yè)課的學習過程中，大多數(shù)學生都以教材為主，而很少學習規(guī)范或者閱讀一些參考資料，這就違背了一名未來土木工程師所必須遵循的基本理論。為了培養(yǎng)學生的工程師意識，在授課過程中適時引用規(guī)范中的條文進行講解說明，既可以使學生接觸到行業(yè)發(fā)展的最新動態(tài)，又對學生將來走上工作崗位后，考取注冊結構工程師的職業(yè)資格有一定幫助。在考核方式上，采用注冊結構工程考試的考試模式，開卷考試，在考試過程中可以攜帶相關教材以及規(guī)范，重點考核學生運用所學理論知識解決實際工程問題的能力，這樣學生對知識點的理解更深刻、掌握更扎實，達到“卓越工程師”的人才培養(yǎng)目標。
4)強化課程設計、畢業(yè)設計、設計競賽等環(huán)節(jié)，提高學生實踐創(chuàng)新能力。在高層建筑結構課堂理論教學中，采用“五延伸”的教學方法，理論教學向現(xiàn)場、課程設計、畢業(yè)設計和各種知識競賽、設計競賽延伸，進一步提高學生的設計實踐能力和創(chuàng)新思維能力。a．課內教學向實驗現(xiàn)場延伸，能夠使學生對各種不同的結構有感官的認識，激發(fā)學生學習的興趣。b．課內教學向課程設計延伸，采取手算為主、電算校核、手算電算相結合的方式開展課程設計，使學生進一步加深對基本理論和計算方法的理解，初步體驗到成功的樂趣。c．課內教學向畢業(yè)設計延伸，畢業(yè)設計是土木工程專業(yè)最為重要的實踐環(huán)節(jié)，通過畢業(yè)設計，使學生具備基本的設計能力，初步具備結構工程師的基本素質，實現(xiàn)“卓越工程師”的人才培養(yǎng)目標。d．課內教學向設計競賽、學科知識競賽延伸，組織校內各種設計競賽，為學生創(chuàng)造出良好的培養(yǎng)動手能力的環(huán)境，鼓勵學生積極參加省內及全國大學生結構設計大賽，開闊學生的眼界，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。e．課內教學向課外科技活動延伸，積極組織學生參加課外科技活動，參與到教師的科研活動中來，激發(fā)學生的創(chuàng)新科研能力。
3結語
關鍵詞：土木工程建設：建筑結構基礎設計：研究
1.建筑物對土木工程結構基礎建設計的要求
1.1結合環(huán)境信息設計
在土木工程施工的過程中，要使建筑結構保持穩(wěn)定性，使建筑物更加高大、宏偉，那么就要做好基層的土木施工的結構設計。在這個過程中，要根據(jù)施工周邊的水文環(huán)境、交通環(huán)境等狀況來進行施工。另外，可以使用一些現(xiàn)代化的數(shù)字技術進行監(jiān)測，在對土木施工環(huán)境進行了客觀了解之后，根據(jù)工程施工要求進行施工圖紙和技術方案的設計，這樣才能建筑物的質量提供保障。
1.2施工圖紙的設計要求
在土木工程建設的過程中，施工圖紙能反映技術效果。通過對客觀環(huán)境的分析，實現(xiàn)土木施工抗震和防滲水結構設計。具體設計策略如下：對于土質環(huán)境較疏松區(qū)域，要想增強基層結構的穩(wěn)定性，那么就可以通過構建工程樁實現(xiàn)。另外，為使施工人員依照設計要求準確施工，對于設計人員而言，一定要在施工圖紙上對重點關注事項標注。在工程復雜區(qū)域，可使用文字進行標注，同時要使施工圖的比例盡量專業(yè)。如圖1為某房屋的施工圖紙設計。
1.3重點建立地基和支撐柱
在土木工程建設中，基層結構的穩(wěn)定性跟地基的結實性緊密相連，而且還與支撐柱的承重聯(lián)系也很大。在施工的實際過程中，要將此內容作為施工重點進行設計，并在施工監(jiān)督和審核中進行客觀地考察。檢測達標之后才能繼續(xù)施工建設。對于支柱梁木和柱子，要進行壓力測試，測試堅持“強柱弱梁、強剪弱彎以及強壓弱拉”的原則。
2.土木工程建筑結構基礎設計注意問題分析
在土木工程施工中，勞動力的數(shù)量需要得到保障，而勞動密集型的行業(yè)很容易出現(xiàn)問題。在建筑施工中，要想M可能地減少問題的出現(xiàn)，一個重要的方法就是要做好建筑結構基礎設計?？蓮囊韵聨讉€方面入手：首先，建筑結構平面圖的設計時，設計者往往沒有綜合考慮各方面的因素。其中抗震度就是一個容易被忽視的問題。當建筑物的砌體結構沒有得到直接的建造設計的時候，不考慮抗震度就會導致建筑物的結構基礎出現(xiàn)一些問題。其次，在建筑結構設計時，設計者要想達到合格的標準，就應當考慮使用該建筑的人員的需求。上述因素都會對設計工作產生較大的影響，設計人員在進行示意圖的設計時，結構形式與板配筋以及鋼筋的設計都不能從整體角度進行衡量，很容易導致設計工作的成果意義不明確，從而對施工進度造成影響。再次，建筑結構的基礎詳圖繪制由于跟建筑結構基礎詳圖相關，因此很容易出現(xiàn)較大的誤差。當建筑結構基礎尺寸與實際尺寸差距較大時，就不能滿足建筑工程施工的需求。最后，設計者在進行設計之時，容易忽視混凝土的標號問題。
3.加強房屋建筑結構基礎設計的主要措施
3.1注重結構平面圖設計
若房屋建筑所處地的抗震設防烈度小于7度，那么要根據(jù)建筑抗震設計規(guī)范，并結合相關抗震措施進行設計，此時不需要使用結構軟件建模。反之，若房屋建筑所處地的抗震設防烈度大于等于7度，那么就一定要用到結構軟件建模。
3.2做好屋頂結構圖設計
近年來，為了滿足房屋使用者的要求，有大量的房屋建筑使用了坡屋面的結構形式。該結構形式主要包括兩種形式，一種是梁板式，另一種是折板式。前者一般用于建筑板的跨度較大且建筑平面不規(guī)則，屋脊線的轉折和屋面坡度復雜的情況。否則，應使用后面一種形式。在設計屋坡面板時，為確保施工操作人員更好的理解圖紙，應采取大樣詳圖與剖面示意圖相結合的表現(xiàn)方式。因而作為房屋建筑結構設計人員，必須具備空間感，就房屋建筑的整體構造做到心知肚明。以整體的視角掌握房屋建筑結構大局，以細微的設計體現(xiàn)其實用價值，堅持這一設計理念，所設計的圖紙方能使施工技術人員一目了然的明白設計者的意圖。尤其需要注意的情況就是，屋面起坡會導致閣樓層的部分墻體超過高度，因而需要考慮將墻體計算高度降低，在設計時應采取一定的措施，比如應與門窗頂相結合設置圈梁等。
3.3加強大樣詳圖設計
在繪制大樣詳圖之前，要將建筑詳圖繪制準確。繪制大樣詳圖通常有兩種方式，一種是基于舊有的建筑詳圖進行繪制，另一種是在以前做過詳圖的基礎上進行合理的改進。應在確保建筑外形不變的前提下，盡最大程度使結構設計合理化這樣才使施工更加方便，并且不管是建筑的標高還是建筑的外形，應與建筑協(xié)調好。
3.4做實基礎設計
在土木工程建筑設計基礎中，選擇混凝土的標號要合理，混凝土的標號一定要跟結構耐久性要求保持一致性?；A鋼筋要跟最小配筋率相關要求一致，對于條基交接處的鋼筋，要注意選標準圖或者詳圖，要合理調整基礎寬度。
作者：薛揚欣 單位：江蘇中建工程設計研究院有限公司
碳纖維、鋁合金、鎂合金、鍍膜玻璃、雙層中空玻璃、玻璃纖維增強塑料(玻璃鋼)、各種節(jié)能混凝土等新型工程材料已在工業(yè)和民用建筑中得到廣泛使用［1］，它們在強度和耐久性上表現(xiàn)出優(yōu)越性，為高層、大跨和結構復雜的大型土木工程建設提供了重要物質基礎。但是，這些材料也有其缺陷，如:有些彈性模量偏低，有些成本太高，應用范圍比較窄，所以還需要進一步研究。2)土木工程實施工藝的發(fā)展。工程實施的設備、工具不斷地向自動化、機械化、科學化發(fā)展，如:同步液壓千斤頂、直升機安裝技術、滑模等先進技術的出現(xiàn)，使得大規(guī)模的、高層的、復雜的土木工程不斷發(fā)展并得以實現(xiàn)。預應力技術是施工工藝中最為突出的技術之一，可以應用在大跨度、大開間等多層和高層建筑，還可應用于核電站、預應力儲倉、橋梁結構、公路工程等等。隨著應用系統(tǒng)工程的理論和方法不斷應用于組織管理中，推進了土木工程的科學快速發(fā)展。并且，工程逐步趨向結構和構件標準化和生產工業(yè)化，使得土木工程的發(fā)展逐步實現(xiàn)節(jié)約成本、提高工程效率等需求，對于以往不能實現(xiàn)的施工工程，現(xiàn)在也可以實現(xiàn)。鑒于以上土木工程的發(fā)展，雖然有了很大的進步，但是在這個人口劇增、交通擁擠、生態(tài)環(huán)境破壞嚴重的社會發(fā)展趨勢之下，可以用來建筑的土地越來越少，促使土木工程不得不快速、科學地發(fā)展，才能滿足社會發(fā)展需要。
精密化的理論研究未來土木工程的理論發(fā)展趨勢集中在力學，利用物理、化學、計算機技術對土木工程的不斷應用，重點為解決數(shù)學分析與處理?，F(xiàn)階段，有些領域還不夠完善，比如:對于結構復雜的、流體介質等受力分析，需要進一步精密研究。對于土木工程中復雜的數(shù)值問題，還需要專門化的數(shù)學來解決。土木工程的信息化，可以模擬更復雜的施工情況。土木工程的空間發(fā)展1)向高空發(fā)展。隨著人均建筑面積不斷縮小，人類努力開發(fā)所有可開發(fā)的土地資源，因此土木工程發(fā)展趨勢是不斷向高空和地下發(fā)展。向高空發(fā)展，近年來已經(jīng)取得初步進展，我國已有了500m以上的高層建筑［2］，波蘭227Hz長波臺的鋼塔成為世界上最高的建筑。不斷地在大中小城市出現(xiàn)的摩天大樓，更能說明向高空發(fā)展成為土木工程建筑物的必然發(fā)展趨勢。2)向地下發(fā)展。對于可開發(fā)的建筑資源，不僅有地上的高空資源，還有地下空間可以利用。在北京、上海等各大城市相繼開通了地鐵，對于土木工程在地下空間的應用，是一個良好的開端。不僅充分利用了地下土地資源，而且還緩解了地上交通擁堵的問題。隨后，地下停車場、地下隧道、安裝管道用的微型隧道等等的地下空間實現(xiàn)了綜合應用。日本東京八重洲的地下街，是目前世界上最大的地下街。莫斯科切爾坦沃小區(qū)地下商業(yè)街，是目前深度最深的地下街，深度可達100m。并且，GPS(衛(wèi)星全球定位)、RS(遙感)、G飛(地理信息系統(tǒng))不斷地在地下空間開發(fā)中得以應用。但是，隨著這些高空和地下空間的不斷發(fā)展，也帶來了一些新的問題，如:地震荷載、地下水流向的改變、原有地層應力的改變、生態(tài)環(huán)境的破壞等等。因此，如何實現(xiàn)高空和地下空間的可持續(xù)開發(fā)和利用是一個重要研究課題。3)向沙漠、海洋、太空發(fā)展。未來建筑空間的延伸，也不只局限于陸地上，也可以向沙漠、海洋、太空發(fā)展。對于沙漠化越來越嚴重的地球來說，開發(fā)沙漠資源是必然的趨勢?？梢酝ㄟ^輸水管道、人工河等工程，實現(xiàn)沙漠的改造工程，將是未來的沙漠中土木工程的一大趨勢。拓展海洋空間，也是未來土木工程的一大發(fā)展空間?，F(xiàn)已有非常成功的例子，如:阿拉伯聯(lián)合酋長國首都迪拜在海上建造七星級大酒店，工程極其宏偉。洪都拉斯即將在海上建造城市型大游船，包括醫(yī)院、超市、旅館、飯店、娛樂場所、飛機跑道等等。
我國上海的外灘，也逐步實現(xiàn)拓岸工程［3］。地球的資源是有限的，隨著人口的發(fā)展，人均居住面積會越來越少，所以美國、前蘇聯(lián)、中國等國家，不斷研究走向月球、走向太空，建立太空試驗站，以期望在未來開發(fā)地球以外的新的土地資源。土木工程材料的發(fā)展土木工程的施工材料不僅要求質量高、安全性高、使用壽命長，而且隨著生態(tài)型建筑理念的發(fā)展，對建筑材料造成污染、資源浪費等問題上要求更高，需要發(fā)展新型的、高新技術、生態(tài)建筑材料，以適應人和自然環(huán)境的協(xié)調發(fā)展。1)生態(tài)建材的發(fā)展。為了實現(xiàn)綠色建筑，在保證工程質量的前提下，選用生態(tài)建材是最首要和有效的途徑。比如選用環(huán)保材料、凈化材料、可再生材料、循環(huán)使用材料等等成為未來發(fā)展的趨勢。生態(tài)建材的發(fā)明和使用，大大提高了人們居住品質，減少對環(huán)境的破壞，有效降低建筑垃圾的產生，避免建筑材料的浪費，實現(xiàn)用最少的資源實現(xiàn)最高的品質要求。新型生態(tài)材料的使用，在節(jié)水節(jié)電上進一步優(yōu)化，節(jié)省資源，實現(xiàn)人與自然的可持續(xù)發(fā)展。2)抗震強度高的鋼材。隨著高層建筑、大跨度結構建筑的不斷增多，對抗震材料的要求也越來越高。因此，要求建筑結構使用的鋼材逐漸向高強度化、極厚化、低屈服比、低屈服點等方向發(fā)展。日本的建筑抗震效果較好，值得借鑒。他們研究的具有高抗震設計的低屈服比和低屈服點的鋼板，它們是采用調整化學成分和改建熱處理工藝等方法制成。生產出來的低屈服點鋼材可輔助結構和減震控震裝置。當?shù)卣鸢l(fā)生時，首先達到屈服點開始變形，吸收了地震能，從而防止主體結構的破壞。高強度的抗震材料的使用，不僅可以減少鋼材的使用量，還為抗震提供了安全保障，是未來鋼材發(fā)展的趨勢。3)智能化的混凝土。目前使用的高性能的混凝土，具有體積穩(wěn)定性好、強度高、工作性強、耐久性好等等優(yōu)點。這些混凝土，具有高抗?jié)B性、抗腐蝕性、抗凍性等優(yōu)勢，所以它們能夠在惡劣的環(huán)境下較長時間的使用。最新設計的混凝土甚至可以使用100年或者200年以上。隨著科學的不斷進步和發(fā)展，智能化的混凝土將成為未來發(fā)展的趨勢。智能化混凝土工程材料是指混凝土工程材料能夠接受某些環(huán)境信息，自覺地進行邏輯判斷，同時做出能夠相適應的混凝土相關材料［4］。這種智能性的混凝土材料，可以根據(jù)工程的需要，維持和調整混凝土的性質，比如:流動性、保水性、粘聚性等，這樣可以防止建筑受到侵害，或者對破壞進行修補，或者當有危險時也可以警報。這種智能化的混凝土是未來建筑材料發(fā)展的關鍵技術，但目前還比較昂貴，研究的人也不多。相信隨著信息科學、生命科學的不斷進步，智能化材料也將逐漸進入到土木工程的市場。
土木工程信息化的發(fā)展近年來，信息化已經(jīng)普及，并且逐漸帶動工業(yè)的信息化，必然也會對土木工程造成較大影響。土木工程的信息化包括智能信息處理技術、計算機技術、自動化控制技術、網(wǎng)絡技術等等，這些信息化技術不斷滲透到土木工程中，并且涵蓋了土木工程的全過程，不僅限于設計和施工，還有工程的物業(yè)管理、物流管理、設備維護和建筑全方位的實時監(jiān)控等等各個方面。也可以利用計算機模擬管道空間布線，也可以利用信息化技術實現(xiàn)大型設備的整體吊裝、大型橋梁懸索受力的控制、高溫高壓的焊接控制、建筑物的爆破等等。我國正處于土木工程大力興建時期，而隨后的30年后，將進入建筑物的維護時期，這就需要我們將土木工程信息化做大做強，才能為今后的建筑物的維護、監(jiān)控等耗費較大的工作做足準備，土木工程的全程信息化具有重要意義。相信土木工程在科學進步和人類智慧的共同發(fā)展下將會不斷地前進，并將實現(xiàn)一個又一個飛躍，未來的土木工程將更好地為人類服務，再創(chuàng)高峰。
關鍵字：粘滯阻尼器，抗震，原理，設計
一．概論
最近幾年，地震在我國頻繁發(fā)生，給人們帶來了生命財產的嚴重損失，所以抗震成為保證結構安全的重要任務?，F(xiàn)在世界各國普遍采用的傳統(tǒng)抗震方法為“延性結構體系”，它的設防目標是“小震不壞、中震可修、大震不倒”。
在現(xiàn)代建筑的設計中，積極抗震方法已是大勢所趨，尤其是消能減震的設計方法。結構消能減震體系是一種新的抗震防災技術，是把結構的一些非承重構件(支撐、剪力墻、連接件等)設計成消能構件，或在結構的一些部位(層間空間、節(jié)點、連接縫等)裝設消能裝置，在小風或小震時，本身有足夠的側向剛度以滿足使用要求，結構處于彈性狀態(tài)；當出現(xiàn)大震或大風時，隨著側向變形的增大，消能構件先進入非彈性狀態(tài)，產生比較大的阻尼，消耗輸入結構的大部分能量，迅速衰減結構的振動反應，使主體結構避免出現(xiàn)明顯的非彈性狀態(tài)。
消能減震結構體系與傳統(tǒng)抗震結構體系相比，具有安全性 、經(jīng)濟性、技術合理性和震后易于修復或更換的優(yōu)點，故本文將對粘滯阻尼器做一系列的抗震設計探討。
二、粘滯阻尼器
粘滯阻尼器的研究始于20世紀80年代末，美國和日本起步較早，目前已經(jīng)運用到大量工程中，相應的也制定了設計規(guī)范、規(guī)程和設計手冊。國內則相對起步較晚，始于20世紀90年代初。目前我國已在阻尼器的實驗研究、開發(fā)以及工程應用等方面已取得一定的成就。《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2001）也包含了應用阻尼器相關方面的內容。
粘滯阻尼器由缸筒、活塞、粘滯流體和導桿等組成。缸筒內充滿粘滯流體，活塞可在缸筒內進行往復運動，活塞上開有適量的小孔或活塞與缸筒留有空隙。當結構因變形使缸筒和活塞產生相對運動時，迫使粘滯流體從小孔或間隙流過，從而產生阻尼力，將振動能量通過粘滯耗能消掉，達到減震的目的。
三、粘滯阻尼器原理
對于一般的工程結構,在地震或者風的作用下,一般為低頻振動,頻率小于3Hz ,阻尼器的剛度便可以忽略, 可近似認為阻尼系數(shù)不隨振動頻率的變化而變化,阻尼力、阻尼系數(shù)和活塞運動速度三者的關系可描述為:F = C?va，其中,a為阻尼指數(shù)，V為活塞運動速度,單位為(m/s)，F(xiàn)為阻尼器輸出阻尼力(N)，C為阻尼系數(shù)(N ?s/ m) ;
研究結構消能減振技術要從結構在地震發(fā)生時的能量轉換開始：
傳統(tǒng)抗震結構:Ein = ER + ED + ES
采用粘滯流體阻尼器的消能減振結構:Ein = ER + ED + ES + EA
式中, Ein：地震時輸入結構的地震能量;ER：結構物地震反應的能量, 即結構物振動的動能和勢能；ED ：結構阻尼消耗的能量；ES ：主體結構及承重構件非彈性變形消耗的能量；EA：粘滯流體阻尼器消能裝置消耗的能量。
如果ED 忽略不計,對于傳統(tǒng)結構, 為了最后終止地震反應( ER 0) ,必然導致主體結構及承重構件的損壞、嚴重破壞或者倒塌( ES Ein) 。而對于采用粘滯流體阻尼器的消能減振結構,阻尼器率先進入消能工作狀態(tài), 大量消耗輸入結構的地震能量( EA Ein) , 既能保護主體結構免遭破壞( ES 0) ,又能迅速地衰減結構的地震反應( ER 0) ,確保結構的安全。
四、粘滯阻尼器的抗震設計
進行抗震設計，首先要明確它的抗震目標。采用粘滯流體阻尼器的建筑,其抗震設防目標應高于傳統(tǒng)抗震設計的抗震設防目標。在采用粘滯阻尼器消能減振設計時,暫時還無法做到在設防烈度下上部結構完全不受損壞或主體結構處于彈性工作階段,但是與非消能減振及非隔震建筑相比,須有所提高, 也就是說: 在多遇地震下, 基本不影響使用功能和受損壞; 在設防烈度的地震下,無需修理仍可繼續(xù)使用; 在高于本地區(qū)設防烈度的罕遇地震下,不危及安全和喪失使用功能；在罕遇地震下的層間彈塑性位移角限值, 應小于《規(guī)范》的規(guī)定。
液體粘滯消能器一般表現(xiàn)為非線性特征,大大增加了分析的難度。為此國內外的學者進行了大量研究工作，提出了多種等效線性化方法。仍采用振型分解反應譜法計算液體粘滯消能減振結構，確定消能結構的自振周期、振型和阻尼比是計算的關鍵。假定附加消能器的結構頻率和振型與原結構（未加消能器的結構）相同，這樣就可以按經(jīng)典特征值問題求解安裝消能器后的結構。
根據(jù)多個文獻資料的講述，將消能減震設計過程歸納為如圖流程表
四、結語
從安全的角度考慮，現(xiàn)在已經(jīng)有越來越多的建筑結構開始采用粘滯阻尼器，例如，南京奧體中心觀光塔、北京奧林匹克公園國家會議中心、內蒙古會展中心等，而事實也證明，粘滯性阻尼器的確發(fā)揮了較為良好的減震作用。因此，粘滯阻尼器對于建筑結構消能減震具有重要的應用價值。
但是，將粘滯阻尼器應用在工程中，所采用的是一種組合結構，在工程中實際經(jīng)驗還是較少，尤其是工程師們在考慮采用這項技術時，應該安裝多少阻尼器，在各種抗震設防標準情況下，應選用多大阻尼力以及效果并不是很明朗，因此在今后的研究中更需要加深其廣度和深度，完善理論。尤其是多進行一些定量的分析會有更大的理論意義。
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