土木工程抗震设计

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土木工程抗震设计范文第1篇

关键词：土木工程；结构设计；抗震分析；要素；设计策略

中图分类号：TB482.2 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）01-

目前随着地震的好发几率越来越频繁以及人们对安全的重视度逐日提升，使得在进行建筑施工前，必须保证结构设计具有良好的抗震性能，这就要求了必须在进行抗震计算的时候，要保证较高的精确性，保证地震发生的情况下，带给人们的损失和伤害具有最小性。保障人们的生命财产安全，下面我们将围绕土木工程结构设计中的抗震展开探讨和分析。

1.土木工程抗震结构设计中的重要性

对于抗震结构设计的重要性，我们主要从以下两个方面进行探讨。一是当今社会是一个科技迅速发展的时代，各行各业的要求也在逐渐的提升，并且精确度也越来越高，计算机已经逐渐的取代了传统的手工曹综合计算方式，再加上人们对与安全的认知和重视度也在逐渐的攀升，使得在进行土木工程结构设计的过程中，建筑工程师将抗震作为了考虑和分析的重点。并且土木工程在结构上具有复杂性，地震发生时所产生的动力具有多样性，这样就使得抗震设计成为了当下土木工程结构设计的重中之重。二是为了保证施工建设质量的安全和实用性，就必须保证设计概念的实际性和合理性，而这主要是从实体的实用性和真实性出发，使抗震设计不断的优化。

2.土木工程抗震机构设计中需要把握的要素

基于地震造成的在还具有无可估量性以及近年来发生地震几率的高频率性，使得建筑师们对于抗震设计越来越重视，为了有效的提升土木工程后期建设的使用安全性，在进行抗震结构设计的过程中，必须注意以下几点：

2.1保证结构规划的整齐性和合理性

这里所指的结构整齐性指的是在进行结构设计的过程中，保证建筑结构的外形与立体刚度具有高度的对称性，进而有效的促进抗侧力的提升，达到建筑质量与抵御外力对称的目的，保持建筑物重心的稳定性，促进抗震性能的提高。

2.2保证结构形状设计的简练性

一是保证结构设计的精细和简练，同时明确和分析各个构建的受力，保证计算数据的高度精确性。二是当地震发生的情况下，减少对建筑物的损坏，促进抗震能力的提升。

2.3保证整体设计的合理、科学和有效性

在进行结构设计的过程中，必须严格按照相关的基础要求进行，保证设计的承载强度和刚度达标，同时与上部的构建进行稳定、可靠的衔接。再者就是保证隔板、柱体等衔接空间的充足，进而保证结构具有足够的刚度以及抗力，能够与其它部件之间形成良好的衔接，提升竖向和水平的抗震能力。

2.4保证竖向设计的均匀性

这是在进行土木工程结构设计过程中必须充分考虑的因素，尤其是要特别的注意建筑横隔层的设计，精确竖向结构的尺寸收缩，保证分隔层均匀的称重。再者就是保证开设洞口的规则和整齐，减少扭曲和外力的作用，保证结构的强度、刚度和延性。这就要求了在设计过程中，必须使结构钢性、支柱在同一个水平面上具有均衡一致性，促进对地震能量的吸收和发散。在进行充填墙设置的时候，分开柱和墙，并将防震缝设置，保证后期建筑施工的质量。

3.提升土木工程结构设计中抗震性能的具体措施

通过大量的资料研究，人们逐渐意识到了抗震设计在土木工程结构设计中的重要性，并且也逐渐的进行了经验总结，所得出的抗震设计措施主要包括了以下几个方面：一是必须对结构进行合理的布局，保证地震发生的情况下，能量能够很好的传递和转化，这就要求了在设计过程中，要保证构建能够形成双向的抗侧力体系，使梁、墙以及支柱在中线轴上处于同一水平。并在地震中表现出弯剪力破坏，在墙的底部产生塑性屈服。并且保证连梁充分的形变以及在梁端部位发生塑性屈服。同时遵循强墙弱梁的原则，促进墙肢体部位的承载力提升，进而充分发挥墙段的抗震作用，防止剪力破坏现象的发生。二是在进行土木工程设计的过程中，必须充分的考虑抗震的等级，进而在此基础上针对性的进行相应的处理。分别处理土木工程墙、柱以及梁的各个节点，以三个等级的设置防护标准作为地震发生情况下的主要准则，借此来有效的提升建筑的安全性能和质量。除此之外，还必须保证钢筋混凝土结构具有良好的延展性以及承载力，同时遵循强剪弱弯的结构设计原则，对柱截面的面积进行科学、合理的选择，对轴压比进行严格的控制，对各个节点的构造进行严格的设计，对构造配筋的相关要求和事项严格把握。三是加强抗震防线的设置，保证具有完善性和多层级性，保证在地震发生的情况下，各部分构建都能够发挥分散能量的作用，起到很好的预防和保护建筑物的作用。强化建筑的延展性，使构建的刚度与强度能够合理有效的分配，起到很好的吸收和分散地震能量的作用。四是对各个节点进行有效的保护，设计过程中加长框架内同一水平的柱两端的屈服，并在柱底将塑性铰形成，使柱端和梁端的塑性铰得以分散，将土木工程结构设计的抗震有效性和高效性充分的展现。

结语：地震一旦发生，对人们带来灾难还是毁灭性的，而土木工程建设作为一项与人们工作、生活息息相关的建设施工项目，使用安全是第一位，因此目前越来越多的学者加入到了土木工程结构抗震设计的队伍之中，共同为加强建筑的抗震强调而努力。并且通过以上探讨，我们也得出了抗震结构设计是时展的必然趋势，我们必须予以充分的重视，同时严格把握设计过程中的关键性要素，进行合理的抗震设计，防止错误设计现象的发生，保证计算数值的精确性，提升建筑的抗震强度，进而为人们提供安全可靠的设计，同时也推进土木工程结构设计的发展。

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.

土木工程抗震设计范文第2篇

关键词:土木工程抗震;教学改革;教学实践;教学方法

中图分类号:TU－4 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2016)01-0085-03

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

土木工程抗震设计范文第3篇

关键词：土木工程 灾害？ 人为灾害？ 防灾减灾

引言：灾害是对能够给人类和人类赖以生存的环境造成破坏性影响的事物总称。土木工程中的灾害主要分为自然灾害和社会灾害。自然灾害是自然界中物质变化、运动造成的损害。例如，强烈的地震，可使上百万人口的一座城市在顷刻之间化为废墟；滂沱暴雨泛滥成灾，可摧毁农田、村庄，使成千上万居民流离失所；严重干旱可使田地龟裂、禾苗枯萎、饿殍遍野；火山喷发出灼热的岩浆，可使城镇化为灰烬；强劲的飓风、海啸可使沿海村镇荡然无存，诸如此类，都是大自然带给人类的“天灾”。人为灾害是由于人的过错或某些丧失理性的失控行为给人类自身造成的损害。

一、 工程灾害的类别

1、 地震灾害

地震是由于地壳破坏而引发的地面运动，这种地面运动对人工建筑物可以造成严重破坏。中国位于世界两大地震带-环太平洋地震带与欧亚地震带的交汇部位，受太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块的挤压，地震断裂带十分发育，是一个地震频发的国家。1976年的唐山大地震，1999年的台湾921大地震，2008年的汶川大地震都给人民的生命财产安全带来了不可估量的损失。在工程抗震方面，通过重新修订各地区的抗震设防烈度，提高了工程抗震设计和抗震检验的标准。

城市生命线工程系统抗震包括系统震害预测、系统抗震能力评价、系统抗震设计和改造、震时系统控制、震后系统维修等内容。

系统抗震设计与改造有两条途径：

第一条途径是通过提高系统内关键结构、设备和子系统的抗震能力来有效提高整个系统的抗震能力。

第二条途径是通过优化系统结构来提高整个系统的抗震能力。

2、 风灾

常见的风灾有台风、暴风、龙卷风。对于高层建筑、大跨结构、柔性大跨桥梁、输电塔和渡槽等受风面积大的柔性结构的抗风设计与抗震设计具有同等重要的意义。

3、 地质灾害

地质灾害包括滑坡、泥石流和沙土液化等。地质灾害的发生一般存在诱因。滑坡和泥石流一般由暴雨引发，沙土液化一般由地震引起。这类灾害具有分布广、破坏性强、隐蔽性及容易链状成灾等特点，不仅会阻塞河道与交通、毁坏农田和建筑物，还会造成人员伤亡和财产损失，对生态环境造成巨大破坏。？防治的主要方法为锚索加固，挡土结构。

4、 其他灾害

人为灾害主要由管理失误或无视安全生产所造成的。

二、 土木工程在防灾减灾中的重要性

防灾减灾工程及防护工程学科是土木工程学科中的边缘学科，其核心内容为地震工程、抗风工程、抗火工程和抗爆工程等。主要研究领域有两个：一是土木工程结构抗震研究的基础问题─结构输入地震动参数的研究。主要研究内容包括：近场波动数值模拟及并行计算技术；近断层强震动的模拟；局部场地对地震动的影响；地震动空间相关性等；另一个为工程结构防灾减灾（包括抗震、抗风、抗火等）理论及应用技术的研究。主要研究内容包括：钢结构在地震荷载作用下的破坏机理及抗震设计对策；特殊和复杂高层建筑结构抗震设计理论与应用等。土木工程在防灾减灾中的重要性主要体现在以下几个方面：1.防护性无论从筑巢穴居，还是到近代的地下指挥所、核电安全壳都需要土木工程的防护。2.超前性防护设施必须建在遭受袭击之前，如交通需要先修路架桥、发电先建电厂等。3.基础性国民经济的基础设施，具有投入大、效益大、服役周期长等特点。4、普遍性各行各业都离不开土木工程，而其对土木工程也有不同程度的依存关系。5、恒久性浅谈土木工程中的灾害临沧汇邦建筑设计有限公司罗仕姜摘要：我国是世界上自然灾害类型多、发生频繁、灾害损失较为严重的国家之一。在过去的40年间，每年灾害经济损失约占同年国家财政总收入的六分之一至四分之一。进入20世纪90年代以来，灾害直接经济损失每年约1000亿元，个别年份甚至达数千亿元，严重制约着社会的可持续发展。各种土木工程灾害也时有发生，使建筑者们也面临着更多的困难和挑战。

结语：我国是世界上自然灾害最为严重的国家之一，灾害种类多、分布地域广、发生频率高、造成损失重。在全球气候变化和我国经济社会快速发展的背景下，近年来，我国自然灾害损失不断增加，重大自然灾害乃至巨灾时有发生，我国面临的自然灾害形势严峻复杂，灾害风险进一步加剧。由此可见，防灾减灾在我国有多么重大的意义。？

土木工程抗震设计范文第4篇

着眼于城市建设行业对卓越结构工程师实践创新能力的需求［1］，在本校土木工程专业低年级和高年级本科课程中持续设置设计类实践课程。一方面，引入结构绘图软件(如探索者、浩辰CAD)、结构分析与设计软件(SAP2000，PKPM，盈建科)以及BIM软件(Revit软件)，建立适合本科低年级建筑工程设计实践的教学框架;另一方面，以SAP2000，PKPM为主要工具，在低年级设计实践训练的基础上，建立本科高年级软件设计实践课程框架。以上在本校建筑工程设计实践教学环节中所使用的软件，均为城市建设领域的主流结构软件，实用性强且易于掌握。本文介绍了用于课程教学结构软件的功能与特点，以及其在本校土木工程专业建筑工程设计实践教学中的教学安排、教学内容和教学资源，具有一定借鉴和参考价值。

1结构软件简介

1．1探索者(TSSD)软件

探索者软件的主要功能是绘制结构平面图，包括:梁、柱、墙、楼梯、雨篷阳台、承台、基础。软件提供结构绘图中常用的图面标注编辑工具，包括:尺寸、文字、钢筋、表格、符号、比例变换等多个工具，几乎覆盖了所有在图中可能遇到的问题解决方案，可以大幅度提高工程师的绘图速度。TSSD还具有板、梁、柱、基础、承台、楼梯的计算功能。

1．2浩辰CAD结构软件

浩辰CAD结构软件可以快速生成复杂的直线和圆弧轴网，可成批布置梁、柱、墙、基础，并对其平面尺寸、位置、辑，可自动布置楼板正筋、负筋、附加箍筋、附加吊筋，标注配筋值和尺寸，快速绘制楼板配筋图。该软件还具有齐备的结构绘图辅助工具，包括钢筋、尺寸、文字、表格、符号等结构专业的绘图工具，能够对施工图进行文字、尺寸、标高、标号的标注、编辑、修改。

1．3SAP2000软件

SAP2000软件是通用结构分析设计软件，在我国工程界得到了广泛的应用，主要适用于比较复杂的结构，如桥梁，体育场，大坝，海洋平台，工业建筑，发电站，输电塔，高层建筑。SAP2000具有强大的功能，如建模功能(二维模型、三维模型等)、编辑功能(增加模型、增减单元、复制与删除等)、分析功能(时程分析、动力反应分析、push-over分析等)、荷载功能(节点荷载、杆件荷载、板荷载、温度荷载等)以及设计功能等。上述功能的实现均是在同一个可视化界面中实现的，用户界面十分友好。

1．4PKPM软件

PKPM软件拥有先进的结构分析软件包，容纳了国内最流行的各种计算方法，如平面杆系、矩形及异形楼板、墙、板的三维壳元及薄壁杆系、梁板楼梯及异形楼梯、各类基础、砌体及底框抗震、钢结构、预应力混凝土结构分析、建筑抗震鉴定加固设计等。全部结构计算模块能够反映我国规范要求的荷载效应组合，设计表达式，抗震设计的各项要求。

1．5盈建科(YJK)软件

盈建科软件是多、高层建筑结构空间有限元计算分析与设计软件，采用人机交互方式引导用户逐层布置结构构件并输入荷载，通过楼层组装完成模型的建立。结构计算采用空间杆单元模拟梁、柱及支撑等杆系构件，采用在壳元基础上凝聚而成的墙元模拟剪力墙，对于楼板提供刚性板和各种类型的弹性板计算模型，能够自动完成荷载效应组合、考虑抗震要求的调整、构件设计及验算等。

1．6Revit结构软件

Revit是我国建筑业BIM体系中使用最广泛的软件之一。Revit结构是一款功能强大的工具，能创建钢结构和混凝土结构设计。使用钢结构模块，利用Revit结构软件提供的建筑信息模型创建模型，可快捷生成钢结构施工图，使用框架模块创建动态模型和高质量的混凝土结构施工图。

2教学框架与教学内容

本校在土木工程专业二年级第二学期开设了“土木工程专业实践”课程，在建筑工程方向主要安排基于平面整体表示法的软件绘图和基于简单结构分析的软件计算。“土木工程专业实践”课程的教学内容如表1所示。考虑到学生已经学习了“土木工程制图”“结构力学”等先修课程，而尚未学习“钢筋混凝土结构”“钢结构”“工程结构抗震设计”和“结构动力学”等课程，故将实践教学集中在设计行业常用的探索者(TSSD)结构绘图软件和SAP2000结构分析软件，通过钢筋混凝土结构梁、柱、墙配筋施工图训练、静定梁、静定刚架及静定平面桁架内力计算训练，使学生初步掌握绘制结构施工图及简单构件静力分析的基本操作。同时，对于其他业界使用较多的结构绘图、结构分析与设计软件，则以简介和概述的形式使得学生对其有初步的了解。随着学生课程学习的逐步深入，本校在完成“钢筋混凝土结构”“钢结构”“工程结构抗震设计”以及“结构动力学”课程教学的基础上，于本科四年级第一学期开设了“土木工程设计软件应用”课程，在建筑工程方向设计实践中主要讲授SAP2000，PKPM在建筑结构分析和设计中的应用，包括:结构建模、结构模态分析、结构抗震分析与设计及结构非线性分析。“土木工程设计软件应用”课程的教学内容如表2所示。教学过程中，通过超静定刚架和排架结构分析、超静定桁架和组合结构分析、单质点和多质点体系模态分析、地震作用时程分析和反应谱分析、钢筋混凝土框架结构施工图设计的讲授和训练，使学生能够掌握结构高级分析技术的一些常用命令、操作步骤以及结构分析结果背后蕴含的结构设计概念，同时能够较为全面地认识建筑结构设计的整个流程，从而为毕业设计乃至毕业后的工作奠定了软件计算分析基础。

3教学资源

土木工程抗震设计范文第5篇

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．