土木工程抗震设计精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的土木工程抗震设计主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：土木工程抗震设计范文

【关键词】土木工程；结构设计；抗震

前言：

在地震发生的过程中，产生的冲击波会对建筑物的各部分结构产生一定程度的破坏作用。因此，随着科学技术水平的不断发展，土木工程结构设计中的抗震性已逐渐成为工程质量的评价标准之一。在土木工程施工前，需要收集大量地震灾害的数据并对其进行统计与分析，从而提升抗震计算的精确度与准确度。

一、影响土木工程结构的抗震性能的因素

在土木工程的施工设计中，抗震性已逐渐被重视起来。想要提升建筑工程的整体抗震性能，需要先对影响土木工程结构的抗震性因素进行了解和分析，才能提出针对性的解决措施。现阶段，影响抗震性的因素主要包括以下几个方面：

1.土木工程建设的场地选择

施工场地的选择是影响土木工程抗震性最直接的影响因素，也就是说，想要提升建筑物的抗震性，首先就需要选择一个良好的施工场地。在场地的选择上需要注意以下几点：一是场地中的地基状况。地基一定要保持一个平稳的状态，才能在发生地震时，避免由于地基不稳而导致的工程结构在地震中遭到破坏的现象。二是地势要平坦开阔。只有选择这样的地形，才能有效避免滑坡、断层等地质破坏现象，能够很好地确保地基的稳固性，从而达到提高抗震性能的作用。

2.材料的选用以及机构体系的设计

在实施方案的制定过程中，需要通过选择合适的结构体系和材料，来达到提升整体结构稳定性的效果。当前，土木工程施工中钢筋混凝土的结构形式已被广泛使用，但由于钢筋混凝土结构存在易弯曲、易侧移等缺点，在实际的施工中应该准确规划其使用的部位，避免由于其变形而导致整体建筑结构的抗震能力有所下降。此外，可以采用钢管混凝土、钢结构等，降低柱体断面的尺寸，从而优化整体的建筑结构。

3.合理控制土木工程结构的高度

对于土木工程来说，无论哪种建筑都应该适当地控制其结构的高度，这对建筑的抗震性具有非常重要的作用。从实际角度出发，在地震中结构物的高度与其受破坏情况成正比，也就是说，想要保证结构物在地震中受到较小的破坏力，则需要其自身的高度不能过高。相反，结构物过高时，由于其稳定性不足以抵抗地震的冲击力，很容易导致结构物的变形，造成严重的破坏后果。因此，在结构设计中要充分考虑到结构物的高度，并根据施工现场及环境的基本情况，设定合理的高度，以充分保证建筑物本身的抗震能力。

二、土木工程结构设计时抗震设计的具体措施

地震的破坏性是非常大的，但是随着地震次数的增多，人们对其研究的水平也逐渐提升。在土木工程建筑结构设计的过程中应该根据地震的形态，制定出可以灵活运用的设计方案，从而有效提升建筑物的抗震性，在整体设计上需要遵循以下几方面的要求：

1.重视场地及材料的选择工作

在进行土木工程结构设计之前，需要对施工场地进行严格的勘测和调查，对施工场地的地质情况、地形情况等进行全面的掌握，并在此基础上确定好抗震场地。并要避免凹陷、断层、滑坡等危险地段，对于实在避免不了的地段，要提升建筑结构的抗震性能，以此来满足施工的要求。在工程材料的选择上也要考虑到抗震性的要求，需要根据各种材料的参数对材料自身的抗震性及变异性能进行有效的研究与分析。要充分保证工程材料的独立特行，在其中某些材料存在问题或不能正常工作时，并不会对其他材料起到反作用，影响其他材料的稳定性，并且在整个建筑工程中要避免出现过度依赖某一构件的现象，以保证在某一构件失效时，并不影响建筑的整体质量。在土木工程结构体系的确立过程中，应该先明确好计算的简图，要保证其具有良好的承载能力、抗变形能力及消耗地震能量的能力等。在施工的过程中，以钢筋混凝土结构为基础，在此基础上需要保证整体结构的强度与刚度，对于容易发生问题或事故的薄弱环节进行必要的加固处理，以此来提升建筑结构的抗震性能。

2.均匀地进行竖向设计

在结构设计的过程中，需要对建筑的横隔层及其上下结构比例的竖向收进尺寸有所把握，在此基础之上，对竖向受力进行具体的分析，以保证分隔层的称重均能达到标准。此外，在开设洞口时要保证其整齐性，从而增加整体结构的刚度与强度，确保整体结构不会由于突然受到外力的作用而发生扭曲的现象。同时，要保证同一层的支柱与其他连接结构的刚性保持一致。使整体的刚度趋于平衡状态，增加结构的延性，可以有效地吸收和散发部分地震能量。在设置填充墙的过程中，需要将墙与柱分割开来，并在不影响建筑的整体受力情况下，可以通过设置防震缝的形式保证防震结构的质量。

3.进行合理有效的整体设计及和规划

在土木工程整体的设计上，要保证柱体、隔板、楼盖等连接部位的抗力和刚度，应当将所有的部件紧密连接在一起，无论是水平方向还是竖直方向，都应该增强其协同度，从而提升整体结构的抗震性与稳定性。此外，良好的结构规划能够确保建筑结构具有对称的整体布局，这种对称性包括外形的对称和立体刚度的对称，从而有效提升建筑的抗侧力。同时，只有保证好质量的对称，才能使建筑能够很好地避免重心偏离，从而提升其均衡抵抗外力的能力。

4.需要简练的形状

对于建筑物的抗震设计应该保持一种简练的形状。首先，建筑结构的简练设计可以使各项结构都清晰可见，从而很容易对各结构的受力情况进行分析，能够有效提升建筑物结构设计的精准性。其次，建筑物结构设计上减少了工程内部的薄弱环节，有效减少地震对建筑物的破坏作用，从而提高了整体建筑的抗震能力。

5.增强梁柱节点的抗震性能

在整体的结构设计上，要确保结构的均匀性，建筑中的每一个构建都应有一定的延性及抗剪性，并合理选用塑性的变形结构，以此来提升建筑结构的稳定性。对于梁柱节点的抗震设计要提高重视，与此同时也要充分保障好钢筋结构的抗震性、延性和承载能力。在实际操作中，需要按照“强柱弱梁、强节点弱构建、强剪弱弯”等原则进行设计，对梁柱的截面及轴压比进行有效的控制，从而提升各节点的抗震能力。

6.设置多道抗震防线

抗震防线的设置可以有效减少地震对土木工程结构的冲击力，是提升整个结构抗震性至关重要的环节之一。多道防线之所以能够很好地起到抗震的效果，主要是因为在地震的过程中，延性较好的构件首先发挥其抗震作用，虽然其它构件也有一定的抗震能力，但是发挥的作用相对较小，所以在第一道防线的设计中，需要保证好各构件的延性及质量，在此基础之上，设置多道防线使地震波在传达到建筑结构之前已被消除，从而提升抗震性能。

结束语：

土木工程的抗震性设计主要是为了减少由地震灾害所引起的房屋倒塌、建筑物被破坏等现象。在实际的抗震设计中既要结合施工场地的地质、地形情况，还要考虑到设备、材料等一系列外界因素，是一项非常困难且繁琐的工作。虽然现阶段土木结构的设计工作仍存在很多问题，但是随着科学技术的不断加快及人们对抗震性能关注度的提升，终会促使抗震设计工作发挥其自身的价值，从而有效提升建筑的整体抗震性。

参考文献：

[1]唐忻忻.关于土木工程结构设计中存在的问题与对策[J].城市建设理论研究（电子版），2015，（8）：2586-2586.

[2]乔新磊，芦博.探讨土木工程结构设计中的抗震研究[J].建筑工程技术与设计，2015，（9）：624-624.

第2篇：土木工程抗震设计范文

关键词：土木工程；结构；抗震技术

中图分类号： E271 文献标识码： A

引言

近几年，全球各地各种自然灾害的发生率明显提高，其中地震对居民生活以及城市经济发展具有极大的破坏作用，因此，在进行土木工程施工时，施工人员应该充分考虑地震对施工的影响，针对建筑施工的实际状况，设计合理的抗震结构。

一、土木工程抗震设计的概述

建筑的抗震设计对于国家财产的保护，人民生命安全都有着极其重要的意义，当地震来临时，建筑抗震设计不仅仅能够保护人们的生命安全，还保护了国家财产，为国家经济建设做出了贡献。所以建筑抗震设计是建筑设计中极其重要的内容。但是，由于地震等灾害的发生具有不确定性，随时性，破坏性等的特点。土建工程的抗震结构设计对于整体的工程质量以及使用者的人身安全都有及其重要的作用。土木建筑结构的抗震设计是属于结构设计中的概念设计，能够在概念设计中清晰的表达。为了更好的做好土木建筑结构的抗震设计，在设计之前需要精确的掌控灾害能量的最大输入，结构体系，土木建筑结构的类型，刚度分布等相关问题。这样就可以从根本上消除土木工程建筑结构抗震结构中的薄弱环节。

二、土木工程结构中影响抗震设计的因素分析

在实际施工过程中，土木工程受诸多因素影响其抗震能力有较大的波动掌握土木工程抗震技术的前提是明确土木工程影响抗震能力的因素，笔者对影响因素做了以下总结：

1、地基影响因素。地基是建筑物整体质量的基础保障，是后期各项施工顺利开展的依据，如果土木工程地基选址不合理，在实际施工过程中建设工程的抗震能力将受到严重削弱；

2、土木工程的结构及原材料对土木工程抗震能力有直接影响，施工过程中如果土木工程结构设置不合理或者使用的原材料质量存在问题，土木工程的整体质量将受到严重影响，其抗震强度必将受到严重削弱；

3、建筑项目的高度对土木工程抗震能力有直接影响。伴随着经济的发展，城市高层建筑数量越来越多，国家对高层建筑的安全指标、材料特性以及力学模型等提出了更高要求，以上因素如果不符合施工要求遇到地震危害后将产生严重的后果；

4、抗震预防影响因素。在实际施工过程中各建设项目必须针对建筑物抗震性能编制合适的预防措施，为提高土木工程使用寿命提供技术保障。

三、深化土木工程抗震设计的对策

1、合理选择地基场地

合理选择地基场地是促进我国土木工程抗震技术发展的基础保障。在实际施工过程中，设计人员应该结合实际施工状况选择合理的施工场地，施工人员必须深入施工现场，了解土木工程所在地的地质状况，明确该地段的地震活跃状况，结合当地实际地震发生情况对可能出现地震区域进行分析，研究人员还应该准确地评定该区域一旦发生地震后地震的等级以及毁坏程度等。选址过程中，应该尽量少选择不利于施工的场地，如果建设项目中必然存在施工困难的区域，施工人员应该对该区域的地质加工加固，经过筛选后的地基应该处在密度较高或者岩石较多的基土位置，从根本上提高建筑物的抗震能力。

2、关注建筑结构的规则特性

实际施工中，为提高土木工程的抗震能力，施工人员还应该更高度关注建筑结构的规则特性。土木工程结构设计人员应该尽量选择最简单的抗侧力结构，与此同时确保结构的规律特性，在实际施工过程中，在合理分布建筑物承载能力的同时，还能提高建筑物的稳定性和牢固性。如果土木工程的结构不规则，施工时钢心和建筑物结构会出现严重的交错现象，一旦发生地震建筑物架构将出现严重偏离，整体强度降低后土木工程的稳定性也随之降低。因此，设计人员应该关注建筑结构的规则特性，减少因建筑结构不规则引发的地震灾害。

3、合理选择建筑结构原材料

合理选择建筑结构原材料是提高建筑物整体质量的基础保障。钢筋材料在土木工程施工中使用范围非常广，钢筋材料的质量直接决定建筑物的整体抗震能力。因此，施工人员应该结合建筑施工的实际状况，选择合适的材料，在考虑钢筋韧性的同时还应该充分考虑钢筋的受力方向与竖直方向。在选取土木工程施工中使用其他材料时，施工人员在考虑材料抗震性能的同时还应该注重成本控制，从根本上为土木工程的发展提供动力。

4、合理设计隔震及消能减震项目

地震常发带对土木工程的抗震能力要求非常高，土木工程不仅要具备基本的抗震能力还应该具有隔震和消能减震的作用。因此，土木工程研究人员应该在选址期间确保地基的密实性和稳定性，从根本上降低地震对建筑物整体质量的影响。另外，研究人员还应该结合建筑物自身存在差异，明确各建筑物的隔震系数，选择合适的隔震支座，提高建筑物的抗震性能。最后，研究人员还应该设计合适的隔震和抗震构建，明确建筑用材的延性，减小地震对建筑物的破坏。

5、加固设计

5.1如果土木工程的结构设计存在问题，设计人员应该及时增加构建的数量，以增强土木工程整体强度为依据，提高建筑物的整体抗震性能。

5.2设计人员应该通过增强建筑物承载性的方法提高土木工程的抗震能力，在扩大建筑物原截面的同时，增加构建提高建筑物的稳固性。

5.3如果建筑物的整体结构不符合土木工程抗震标准，设计人员应该及时调整建筑物整体结构，在分散地震力的过程中减少地震对建筑带来的损坏。

四、土木工程结构抗震设计的未来发展

1、积极引进先进的技术

科学技术是第一生产力这句至理名言适用于任何地方，抗震的结构设计也不例外。只有拥有先进的技术才能保证抗震设计的质量和效果。应该积极借鉴国外的先进抗震技术，再结合我国的实际情况，建造出适合于我国的抗震建筑，才是我国建筑行业长久、持续、健康发展的不懈原动力。

2、不断培养抗震结构设计的专业人才

我国长久以来的应试教育体制在一定程度上扼杀了人才的创新能力。现阶段我国正大力提倡素质教育，但我国人口多决定了这并不是一蹴而就的事，需要有一个时间上的过渡阶段，需要人们的不懈努力才能完成。为实现素质教育，培养抗震结构设计专业型人才，应该在各个大专院校的课程中设置抗震结构设计的专业，教师在传授理论知识的同时，不能忽视学生的实践能力，组织建筑领域抗震设计比赛，最大限度地调动学生们的学习积极性和主观能动性，使其充分发挥聪明才智，不断鼓励他们，使他们不断研究探索，最终成为既有理论基础又具备实践能力的真正意义上的专业型的人才，为我国建筑的抗震结构贡献更多的力量。

3、完善相应的法律法规

法律法规是监督和约束建筑人员工作规范的行为准则。只有建立了一定的法律法规，才能使建筑设计和施工人员时刻摆正自己的位置，工作上做到认真负责，保质保量的完成工作。法律法规一方面是专业问题有效蓝本和依据，很多专业问题可以从中找到明确的答案，使施工人员有章可循。另一方面的作用是有法可依。特别是有些施工人员没有按照既定的操作流程进行工作，或有的施工人员违背职业道德，相应的法律法规对此都有明确的惩罚措施，这不仅可以对犯错人进行了有力的惩罚，更为深广的作用是警示他人，警钟长鸣，规范人的行为。

结束语

总之，土木工程结构中抗震技术对提高建筑物整体质量、增加建筑物使用寿命有直接作用。土木工程建设者应该在明确影响土木工程抗震能力的因素的前提下，从合理选择地基场地、关注土木结构的规则特性以及合理设计隔震及消能减震项目等方面着手，全面提高建筑物的抗震能力。

参考文献

[1]周朝霞.土木工程结构中的抗震技术发展[J].中国新技术新产品.2013（08）：168.

[2]李惠安.可持续土木工程结构的若干科学问题与实现技术途径[J].防灾减灾工程学报，2012（21）：77.

第3篇：土木工程抗震设计范文

关键词：砌体 ；结构；地震；设计；未来

中图分类号：TB482.2文献标识码：A

引言：

砌体的结构在我国有着悠久的历史，秦砖汉瓦和万里长城都是我们引以为豪的象征。砌体结构的材料有极强地方性，且取材容易、加工简单，砌筑工艺也易掌握，经过长时间改进与发展，形成具有地方特色传统制作方式、砌筑方法。据统计，在全国墙体材料中，以砌体为承重或非承重（填充、围护）材料大约占到85%左右，因而，砌体材料在另一方面也是我国主要墙体材料。

一、砌体介绍

多层砌体房屋是我国民用建筑中数量最多，分布最广的一种类型。今后相当一段时期，虽框架，剪力墙及其他结构迅猛发展，不过由于我国经济发展水平和人口环境等现实情况，多层砌体房屋仍是多数城镇民用建筑的主要结构形式，经济不发达地区更是如此。但这类房屋建筑，因为由脆性材料粘土砖及砂浆砌筑成，若未合理抗震设计，其抗震性能一般是较差的。

（一）土木工程历史

中国土木工程历史

上古时期，中国古人类在野处穴居，为避免野兽侵袭，有巢氏（中国传说中巢居的发明者），教古人离开天然岩洞并构木为巢，居树上。古代土木工程多用土、石、木材料筑造，建造技术、艺术造型达到极高成就。如长城、赵州桥和都江堰等都是具代表性的我国古代土木工程杰作。

世界土木工程的发展历史

在欧洲，约8000年前就已开始用晒干的砖；凿琢自然石采用，大约5000～6000年前；谈到建筑中采用的砖，亦有3000年历史。世界古代伟大的建筑，以公认七大奇迹最引人注目，它们也都建于公元前600年～公元前200年，且均是石材建造，大都用于宗教、军事、航海。而且都建于当时经济科技极发达地区，这说明土木工程的发展与经济繁荣科技进步密不可分。

（二）土木工程现状

随着在19世纪中叶钢材、混凝土在土木工程中的使用，及20世纪20年代的后期预应力混凝土制造成功，造摩天大楼、大跨度建筑及跨海峡1000m以上大桥成为可能。目前，世界上最高的建筑是中国台北101大厦，总高度508m。在近代体育事业蓬勃发展，使大跨度房屋在世界各地亦如雨后春笋般地涌现。

二、震害分析

（一）震害调查 历次的震害表明，多层混合结构的房屋最易受地震破坏，1976年唐山地震，一千余栋多层砌体的房屋中，倒塌率70％～90％；1991年新疆柯坪地震，1993年云南普洱地震，多层砌体房屋破坏率达75％。其中，未设防老旧建筑比纵横墙的承重房屋破坏更急严重，平面形状不规则建筑物震害比简单体型建筑严重，节点构造的不合理，纵横墙拉结的不充分，以及整体刚度差，这些都是为地震破坏之隐患。

（二）影响震害主要因素 地震造成房屋破坏，影响因数是多方面的。由于砌体结构布置形式，结构反应及动力特性的不同，抗震性能也各不同，且还与地震烈度、地基条件、建筑体型、房屋的质量、刚度、空间整体性、构造措施及施工质量等有关。

（三）结构在地震中的主要特点

地震是以波的形式，从震源向周围传播，通过岩土及地基，使建筑物基础、上部结构产生不规则往复振动和激烈变形。结构在地震时的相应运动称地震反应，包括位移、速度和加速度。同时，在结构内部发生大的内力（应力）和变形，当它们超过材料构件的各项极限值，结构就将有各种程度的破坏，如混凝土裂缝、钢筋屈服、显著的残余变形、局部的破损、碎块或构件坠落、整体结构倾斜、甚至还会倒塌等等。

（四）震害的防治对策 对于近震中的地区，可能会遭受较强水平竖向地震作用的房屋，要适当加强在房屋的上部安全度。而对于弹性方案的房屋，可尽可能使各墙段有相近安全度，在纵横两向和各墙段间实现“等强”设计。

（五）设计建议 规范对多层砌体房屋的地震作用，一般只是考虑水平方向，所以，在现有程序的分析时，房屋的上部结构其抗震验算易满足，这使工程设计人员对调整降低上部结构砌体强度等级和砂浆强度等级时节约投资。

三、土木工程的未来

地球上可居住、生活及耕种的土地有限，反过来，人口增长速度在不断加快。因此，人类为争取生存，土木工程未来至少应朝五个方向发展：向高空延伸、向地下发展、向海洋拓宽、向沙漠进军、向太空迈进等。

四、结语

砌体结构不仅是一种量大和面广的结构形式,也是一种抗震性能差的结构形式。但我们不可能彻底地淘汰、摒弃它。只有面对现实,并要孜孜不倦地深入研究,提高其抗震性能。不断赋予砌体新内容、新理念,使砌体有更好的抗震性和安全性,这也是我们研究的目的。

参考文献：

[1]《建筑抗震设计规范》（GH50011）.

[2]楼永林.滑移减振多层砖房的研究与试建.第二届全国建筑振动学术会议论集・杭州.

[3]周炳章. 砌体结构抗震的新发展[J] . 建筑结构学报.北京: 中国建筑工业出版社,2002.5.

[4]砌体结构设计规范.GB50003-2002.

第4篇：土木工程抗震设计范文

关键词：

结构抗震设计；教学方法；课程联系；震害分析

中图分类号：TU3521；G6420文献标志码：A文章编号：

10052909（2018）02008004

中国属于地震多发国家，减轻地震灾害、保护人民生命安全，对保障社会经济发展和人民生活有着重要的作用，其中建筑结构抗震减震是减轻地震灾害的有效技术手段。建筑结构抗震设计是土木工程学科的专业课之一，是一门建立在震害调查基础上的理论性与实践性很强的课程[1]，该课程对培养抗震意识、理解抗震理念、掌握抗震设计的专门人才有重要作用，目前很多学校的建筑结构抗震设计都是必修课程。

地震具有很强的不确定性、结构地震反应的非线性以及地震作用属于动力荷载的特点，因此相对其他土木工程专业课程，结构抗震设计课程理论不够系统、成熟，课程实际教学效果中学生对抗震设计流程不熟练、抗震设计理念掌握得不扎实，不能灵活运用抗震知识。在建筑结构抗震设计课程改革方面，哈尔滨工业大学提出在教学改革中要坚持理论与实际相结合，坚持教学、科研一体化，强化师资队伍建设，注重互动、启发的教学方法，建立长效考核机制的建议[2]。同济大学提出形成以反应谱理论、概念设计为主线的教学理念，并突出结构变形能力的重要性，讨论了地震震害特点、抗震设防原则、地震作用计算和概念设计及构造措施等四个方面的教学要点[3]。湖南大学提出土木工程专业应按照“大土木”的思想，将建筑结构抗震设计课程拓展为结构抗震设计课程，在教材建设、课程教学等方面做出调整和改革建议[4]。武汉大学提出合

理安排教学内容、重视理论推导、教学与规范相结合以及重视实践教学的教学建议[5]。由此可见，突出“教、学、研”一体化，教学和科研紧密结合，课程教学和实践教学相结合是建筑结构抗震设计课程教学的共同认识，同时应充分调动学生的主动性和积极性，以达到培养建筑抗震综合素质型人才的教育目的[6]。

笔者在承担该课程的教学过程中，根据本专业学生思维特点和学习情况，总结了该课程的教学过程应主要强调基本概念、基本理论以及知识体系的宽度，尤其要重视与相关课程知识体系间的衔接，使学生系统性地掌握抗震知识。

一、建筑结构抗震设计课程现状

在土木工程专业四年制本科教学中，建筑结构抗震设计课程通常安排在第六学期或第七学期开展，一般为32学时。该课程不仅要求学生有较好的数学（微分方程、概率论）、力学（材料力学、结构力学）以及动力学（单自由度、多自由度结构动力分析）基础，而且要求学生熟知建筑材料（砌体、混凝土、钢材）、地基基础、砌体结构、混凝土结构以及钢结构等专业课程知识。如何综合运用这些知识，理解掌握抗震设计理论和方法是课程学习的关键。

建筑结构抗震设计课程的教材通常包含了大量中国抗震设计规范[7]的条文、公式以及表格，条文涉及了许多调整系数和抗震构造措施，内容相对乏味且规律性不强。另外，由于建筑结构抗震设计课程与其他课程存在联系，检验教学效果需要涉及很多其他课程的知识，过多的知识重复容易降低学生课堂注意力，且学生对相关知识掌握程度的差异影响课程教学效果。

总的来说，建筑结构抗震设计课程具有以下特点：理论难度较大、知识面广、综合性强、实践教学少。

二、建筑结构抗震设计教学方法探索

（一）加强课程间联系，拓展知识和能力的深度和宽度

结构抗震设计是土木工程专业本科生阶段以结构动力学作为主要理论基础的专业课，其前继专业基础课程有理论力学、材料力学、结构力学、混凝土结构设计原理和钢结构基本原理及设计等，它们主要以结构的静力分析和设计为主，与结构的动力分析有很大差别，而且在工程抗震设计实践中仍主要采用等效静力的设计方法。因此强调结构抗震设计课程与前继专业基础课程之间的联系和区别尤为重要。

结构抗震设计的首要任务是确定地震作用，它与混凝土结构和钢结构的设计流程完全相同，相当于结构设计的最不利荷载。反应谱理论是结构抗震设计中的核心概念，其目的就是确定结构的地震作用，同时反应谱理论又是结构动力分析和等效静力分析的联系纽带（如图1所示），是与其他课程的重要区别。因此，授课老师不仅要讲清楚反应谱理论的基本概念，更要清晰阐述如何通过反应谱理论从结构动力分析转换为等效静力分析。

单条地震动时程记录的反应谱曲线是通过单自由度结构动力时程分析直接得到，规范中的设计谱是通过统计大量地震动时程记录的加速度反应谱曲线，并结合经验进行平滑处理得到。因此通过规范中的设计谱可以近似得到单自由度结构在设计基准期内最大恢复力，将该力作为侧向荷载作用到单自由度结构的质点处进行设计，即完成了结构动力分析转换为等效静力分析的过程。

规范中的设计谱本质上是用来预估结构在设计基准期内可能遭受的地震作用，在前继课程混凝土结构设计原理和钢结构基本原理及设计中，荷载汇集同样是为了确定结构在设计基准期内的最不利荷载，其区别为恒荷载和活荷载是静力荷载，地震作用是动力荷载。因此，荷载汇集可以作为这些课程间的桥梁和纽带，以荷载汇集为课程间知识联系点讲授反应谱理论，一定程度上可拓展学生知识和能力的深度和宽度，加强课程间在培养学生知识、能力和素质等方面的内在联系，将各门课程粘合成一个联系紧密的整体。

（二）重视震害系统性分析，點面结合形成知识体系

地震给人类带来灾难的同时也给人类呈现出宝贵的抗震资料，抗震设计理论是在大量实际经验和教训的基础上发展的，几乎每经历一次大地震，都将呈现出未曾显现或重视的震害现象，抗震设计理论就会随之得到发展。由于地震的随机性和结构地震反应的滞回非线性，抗震设计理论经过一个世纪的发展，仍未形成系统成熟的理论。结构的震害，尤其是砌体结构和钢筋混凝土结构的震害还不能准确解释。因此，历史上成熟的震害经验就显得尤为宝贵，了解抗震设计理论的发展史将有助于加深学生对抗震理论的认识，拓展学生知识面。

例如，2008年汶川8.0级特大地震和2010年玉树71级地震中，中小学校舍建筑破坏较为严重，并导致许多中小学生伤亡。根据2010年玉树地震震害调查资料，中小学校舍建筑是所有调查建筑物中破坏最严重的建筑类型，严重破坏和倒塌的占76%，其中倒塌占21%。汶川地震中钢筋混凝土框架校舍建筑的震害现象为：框架柱震害明显比框架梁严重，不符合一般框架结构“强柱弱梁”原则，而且结构底层柱顶破坏比柱脚严重。通过震害照片、数值模拟分析结果系统阐述这一震害，指出震害的原因和解决方案：必须提高校舍建筑的设防标准，深化落实“强柱弱梁”的抗震措施，对学生产生知识点“爆炸冲击”，让学生从震害分析中获取抗震知识，牢固掌握结构的抗震设计理念。

（三）比较各国抗震设计方法，强化抗震设计思想

中国抗震规范采用两阶段设计方法来实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三个水准基本设防目标，大部分结构只需要进行第一阶段设计，即采用小震的地震作用进行截面承载力验算和弹性层间位移验算；通过抗震措施来实现第二和第三水准的性能要求。日本建筑基准法规定了两个水准的抗震设计，第一水准相当于中国的中震水平，按照容许应力验算结构的弹性强度；第二水准相当于中国的大震水平，进行结构层间变形、极限层剪力、刚度率和偏心率验算。美国抗震设计规范按照设计地震（相当于中国的中震水平）进行结构的抗震承载力验算和变形验算，通过选择结构的不同延性等级来满足相应设防水准的要求，采用结构反应调整系数R来折减弹性地震作用，从而考虑结构的弹塑性变形能力对弹性反应谱进行折减。

通过横向对比中、日、美抗震设计方法的异同，突出抗震設计的核心理念和中国抗震设计方法的特点。中国第二水准和第三水准抗震目标的实现属于定性设计，虽然简化了计算过程，表面上降低了运用设计方法的难度，但要求更深入地理解和掌握，务必强调第二水准和第三水准是结构抗震设计的重中之重，是保护结构抗震安全性的关键手段。通过对比各国抗震设计方法可以有助于学生理解、掌握抗震设计的关键点，更好地理解、运用中国的抗震设计方法。建筑结构的抗震设计应巧妙地顺应自然、适应自然，充分发挥结构体系、关键构件的塑性变形和耗能能力，才是降低地震灾害损失最有效的手段。

（四）加强实践教学，全方位体验抗震知识

学生对地震的认识主要通过教材和教学PPT，渠道相对单一，教学手段应充分利用网络资源和实验室资源。首先，让学生观看地震视频形成视觉冲击，如观看美国国家地理频道出品的《终极灾难·地震》片段，宏观感受地震对地球、大地、结构、室内物品的影响；观看日本E-Defense振动台的足尺结构试验录像，细致观察结构在地震作用下的振动、变形以及破坏情况。然后，利用实验室中模拟地震振动台真实再现地震过程，让学生如身临其境般感受地震，以及让学生观看结构或结构构件的静力推覆试验，了解结构抗震试验的基本情况。通过上述途径让学生全面了解地震、认识结构在地震下破坏情况，增强学生对于抗震知识的兴趣和好奇心，以便带着问题在课堂上学习抗震知识。

三、结语

第5篇：土木工程抗震设计范文

关键词：土木工程，现状，发展趋势。

中图分类号：S969.1 文献标识码：A 文章编号：

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。

一、 土木工程发展现状

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。

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。

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。

二、 土木工程发展趋势

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.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。

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。

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。

三、 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．

［2］ 武月刚． 浅谈土木工程建设发展前景的几点思考［J］． 科技致富向导，2012( 3) : 156．

［3］ 任秋荣，叶龙，李向召． 土木工程发展现状及趋势［J］． 制造业自动化，2011，33( 5) : 151-152．

第6篇：土木工程抗震设计范文

【关键词】土木；建筑；结构；设计；安全；问题；对策

引言

土木工程设计的范围比较广泛，包括道路工程、建筑工程、地下工程、桥梁工程等等。随着土木工程建设规模的逐渐扩大，其安全问题得到了越来越多的重视，如果出现安全和质量问题，会导致安全事故的产生，不仅会危害人们的生命和财产安全，还会给国家带来巨大的经济损失。因此，做好土木工程结构安全设计显得十分的重要。

1土木工程结构安全性概述

土木工程结构的安全性是指结构及其构件在荷载等各种可能出现的外加作用下防止破坏倒塌，保护人员设备不受损伤的能力。1.1结构外加作用与结构设计（1）外加作用一般作用、偶然作用、导致结构材料性能劣化（如钢材锈蚀与混凝土腐蚀）的环境作用或环境影响。（2）结构设计采用极限状态设计方法结构及其构件在其设计使用年限内，必须具有适当的安全度和适当的可靠度，应满足下列三个方面的基本功能要求：①在一般作用或环境作用下满足正常使用的适用性要求；②在可能出现的一般作用和规定的偶然作用下，有足够的承载力，能够抵抗倒塌等严重破坏；③在可遇见或不可遇见的偶然灾害作用下或受到重大人为影响时，结构不应发生与其初始原因不相称的严重破坏后果，也就是结构必须具备整体牢固性和稳定性。（3）对于结构设计，要保证结构的安全性，就必须做到以下几点：①在可能发生的一般作用与规定的偶然作用下，结构的每一构件（如梁、板、柱及其连接）都具有足够的强度和稳定性，即构件在承载力上的安全性；②结构必须有整体牢固性，无论天灾人祸，结构都不应该发生与其不相称的严重破坏后果；③在环境作用下，结构材料性能的劣化，应控制在可接受的程度内。注：对于混凝土结构的设计，主要考虑的极限状态有承载力极限状态（与构件的安全性相应）和正常使用时的变形极限状态与裂缝极限状态。1.2构件承载力的安全设置水准（1）在结构设计规范中，按承载力极限状态设计的一般计算式为：材料强度的标准值无论在可靠度或者安全系数的极限状态设计方法中，目前多普遍采用95%保证率的材料强度作为标准值。（2）分项系数与安全因数一般荷载作用下：我国规范在计算承载力时所规定的材料强度分项系数比英美的相应安全系数低大约10~15%，由表1可以发现，我国结构设计规范构件承载力安全设置水准在国际上是最低的。偶然荷载作用下，我国规范只要求在设计规定的偶然事件发生时及发生后仍能保持必需的整体稳定性（除特殊用途的建筑物外），并且只是规定地震作用与防火要求，并不考虑可能的爆炸、撞击与严重人为错误以及比规范规定烈度更大的地震出现时如何减轻灾难性后果的要求。1.3结构的整体牢固性对于结构的整体牢固性，我国规范尚未能够提出具体的分析方法与标准，只能通过合理的结构方案与结构布置以及可靠的构造措施加以保证。1.4环境作用我国土建结构的设计与施工规范中的重点内容是结构在各种荷载作用下的结构强度要求，但是对于环境作用下的结构强度要求重视度不足，如干湿、冻融、以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀等环境问题。在结构设计中，应该要注意防止混凝土与钢筋的侵蚀，防止混凝土发生开裂。

2当前土木工程结构设计安全问题

2.1土木工程设计结构规范的安全等级低目前我国在土木结构设计中依然还存在着比较多的安全隐患，一些土木结构在使用比较短的时间之后就出现了一些质量问题，如建筑墙体出现裂缝和变形情况。而国外一些国家，一些建筑或者桥梁已经具有几百年的历史，但是仍然具有比较完整的保存，基本上不存在大的质量问题。导致上述现象的主要原因是我国的土木结构安全设置等级与国外一些国家相比较低。目前我国抗震设计规范规定的抗震设防目标是小震不坏，中震可修，大震不倒，在这样的目标下进行结构设计仅仅能够对小地震之下的建筑保持其完好，对于大地震就很难保证其结构安全性。2.2土木工程设计时结构体系的稳定性差只有保证结构的稳定性才能够提高结构的安全性。如果结构具有比较高的稳定性，那么即使建筑物受到一定程度上的损害，也不会对建筑物的整体结构产生破坏。但是就我国目前情况来看，土木工程结构的稳定性还比较低，土木工程结构稳定性设计技术方面还较为欠缺，使得土木结构出现塌方、损坏等现象，造成一定的人员伤害。像玉树地震等带来的房屋倒塌等现象都在时刻告诫我们增强土木工程稳定性非常关键。2.3框架柱截面积设计不规范一些地区对建筑物的抗震等级要求比较低，因结构设计人员在设计的过程中通常会设计比较小的框架柱截面积。还有一些结构设计人员为了对经济指标进行控制，在结构体系中对框架柱的数量进行尽可能的减少，对梁的跨度进行增加；但是为了满足设计要求，梁的刚度一般都是比较大的，这就会导致出现强梁弱柱的情况，违背了强柱弱梁的设计理念。强梁弱柱一旦遇到极端天气或者地震等外力的作用，很容易导致建筑物梁柱核芯区等出现不同程度的裂缝现象，导致建筑物的使用年限大大的缩短；甚至还可能导致建筑物产生坍塌的现象，严重危害人们的生命和财产安全。2.4在设计中设计人员未意识到环境因素的重要性设计人员在进行土木工程设计时通常对怎样提高工程的安全性能以及延长工程的使用年限较为注重，而对环境因素的影响却没有引起足够的重视。然而，环境因素对工程设计质量也有着不容忽视的作用，如果湿度较大或是水的酸碱度以及化学药品的腐蚀等环境因素的影响，会对土木工程的质量造成一定的威胁，更有甚者会带来一定的安全隐患。

3增强土木工程结构设计安全性的主要措施

3.1设计方法应优化随着我国经济的快速发展，土木工程建设速度逐渐加快，必须加强对土木结构安全性的重视，根据目前的实际情况制定出可行的建筑行业新标准制度。在结构设计过程中，相关设计人员应当严格按照国家相关标准进行设计，对结构的安全性和稳定性进行最大限度的增强。同时采用的设计方法不应该再局限于线型的小震靠计算、中震靠构造的方法来进行设计，必须对对每一项工程进行中震下的验算，对容易产生破坏的结构构件采取有效的加固措施，保证结构体系在中震的情况下也能够保持其完好无损。另外还应该结合我国实际需要，对相关技术标准进行改进，借鉴国外的一些技术和理念，提高我国土木工程结构设计的安全性。3.2重视设计人员安全责任观念的培训力度设计人员在土木工程结构设计中发挥着重要的作用，对结构的安全性有着重要的影响。在结果设计过程中，不仅应该要求设计人员具备扎实的理论知识和专业技能。还应该要求其具有安全责任观念和安全意识。设计人员在设计过程中必须做好反复计算工作，保证每一个数据都是有据可循的。为提高设计人员的安全意识和专业技能，应当加强对设计人员的培训和学习，要求设计人员不断的进行经验总结，保证设计的高质量。3.3加强科研，推动创新提高结构设计水平可以使设计成品具有更高的水品，更合理的结构形式，因此要不断加强创新，不断发展。作为结构设计师不能安于现状，必须通过大量研究并反复计算，将成果运用到实际工程中。只有这样设计出的成品才能更加安全可靠。3.4严格控制建筑使用条件在土木工程结构交付使用之后，需要交给建筑责任主体方对建筑的使用要求进行控制，要求建筑物按照设计条件进行使用，严禁出现超过设计标准进行使用的情况，提高结构的可靠性。3.5做好内力组合设计土木结构抗震设计的要点就是内力组合设计。在内力组合设计中需要以结构的承载力抗震系数为依据，要求选择抗震性能比较好的材料，同时还需要根据受弯梁、偏压柱、受剪及构件承载力等因素进行结构的承载力抗震系数的调整，从而对土木结构的承载能力进行提高。3.6加大设计机构安全监督力度一些建筑结构设计安全问题也和安全监督不到位有关，应定期或不定期的审查建筑设计机构的设计过程，保证整个设计过程严格按照相关规定和标准进行，确保结构设计的安全性。

4结语

第7篇：土木工程抗震设计范文

关键词：土木工程；地基加固；技术应用

目前土木工程已经成为了建筑设计和施工建设的重要组成部分，它是建立在工程实践的基础上，其主要原因是，土木工程与其它工程相比较之下具有相对复杂性，在分析的过程中，很难兼顾和考虑现场的多方面因素。再者就是只能够在实践中才能够发现真实存在的问题，进而寻求解决的策略，进而推进土建工程设计技术和理论的发展。

1 土木工程的结构设计

1.1土木工程混凝土结构设计

土木工程建筑的混凝土结构设计要达到国家规定的质量标准和行业规格，混凝土结构的设计不仅要考虑到凝土的强度和防渗水能力，还要考虑到建筑结构在复杂的环境长期使用过程中所受到的材料腐蚀和水力的冲击所造成的质量下降，要为混凝土结构的后期质量检修和加强留有充分的余地，能够在建筑材料损毁或老化情况下进行部件的重置和维护，保证混凝土结构在使用中的稳定性，延长工程的使用周期。

1.2土木工程中的剪力墙结构设计

1.2.1剪力墙结构概述

剪力墙指的是建筑中，用于承受风荷载或地震作用所引起的水平荷载的墙体，因此，剪力墙又可以称作为抗风墙或抗震墙。由此可以看出，剪力墙的设置是为了保护建筑结构不遭受到剪切破坏。通常情况下，剪力墙的施工材料会选择钢筋混凝土，以增强房屋及构筑物的坚固性。建筑结构指的是房屋或构筑物中，由一定数量的构件而连接形成的具有承受一定荷载能力的空间体系。根据不同的标准，建筑结构的分类也有所区别。根据不同的施工方法，建筑结构可分为混合结构、框架结构、剪力墙结构等。由于剪力墙具有较强的抗侧力刚度和抗震性能，而且用钢量也比较小，因而在建筑结构设计中得以广泛应用。简单来说，剪力墙结构就是利用钢筋混凝土墙板来承受来自垂直方向和水平方向的力的结构。在设计剪力墙结构时，通常会使用钢筋混凝土墙板取代之前框架结构中的梁柱，从而提高承受荷载的能力。换言之，剪力墙结构主要指的是竖向的钢筋混凝土墙板，而横向仍然沿用钢筋混凝土的大楼板搭载在墙上，而这个结构就成为剪力墙结构。

1.2.2剪力墙平面结构布置

剪力墙的平面布置首先要做到的就是保证均匀，并保证质量中心和刚度中心处在重合的状态下，减少力矩对墙体的作用力。剪力墙在施工中应当沿主轴方向布置，并保证剪力墙的抗侧力刚度保持在合理范围内，如果有必要可适当增加可利用空间，并保证适当的高度。另外，剪力墙还应当保持合理的间距，通常采用经验公式进行设计，公式为 T=（0.05-0.06）n，其中 n 为建筑结构层数。实际剪力墙的数量应当与计算结果接近。剪力墙处理要具备较强的承重能力与刚度，还应当保证良好的延伸性和弹性，从而保证其在因外力作用产生裂缝时，剪力墙还能够不发生倒塌。

1.2.3剪力墙约束边缘构件处理

约束边缘构件能够促使剪力墙的承载能力得以显著提高，并减少层间位移，同时提高抗震能力，而且对于墙板也能提供稳定作用。剪力墙抗震设计应当满足第一振型的抵抗力矩大于承受力矩的一半以上。约束边缘构件的确定应当以剪力墙相关轴压比为依据。一般来说，抗震等级较高的剪力墙，应当采取层数较多的约束边缘构件，并有效控制剪力墙的均匀性，以从根本上提高墙肢的承重能力。

1.3土木工程中承重墙结构的设计

现代房屋多属矩形平面，其横向刚度往往要小于纵向刚度，这就要求必须要有足够的横墙，才能有效保证房屋建筑结构的抗震性能。从地震灾害可知，房屋墙体一般都是剪切破坏。因此，在进行房屋建筑设计时，必须要提高建筑的抗剪强度，以提升房屋横墙的抗震能力。以提高建筑的抗剪强度，就要求提高材料的强度等级，并相应增加横墙的轴压力，因此需要将横墙尽量成为承重与隔断相结合的墙体。当房屋建设中的房间比较大时，设有沿进深方向的梁应支撑在纵墙上，以使纵墙承重。同时，建筑楼板应沿纵向搁置，因此形成横墙承重，再加上纵墙因存在轴压力而增加其抗剪能力。

2 结构截面设计中的常见问题分析

2.1框架柱的计算长度

在土木工程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。

2.2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。

3 地基加固技术在土木工程设计的应用

（1）打孔填充灰土桩的固结方法：该种方法原理是先在地基层面进行均匀深度和距离的打孔作业，然后将事先按照比例配制的土和熟石灰的混合物，即灰土逐层注入孔内，最终形成灰土桩，灰土桩本身就有加固地基的作用，而且在此过程中，由于打孔和注桩都要向四周产生巨大的挤压力，也就使得在打桩的同时进一步夯实了地基土层的密度，是一种地基加固的双保险作业。灰土桩地基加固具有施工操作简便易性，成本低廉，加固效果好的优点，被施工单位广泛采用。

（2）压制或排水的固结方法：地基固结法是一种新型缩短地基凝固时间，加速地基凝固速度的新方法。该种方法主要可以分为两种类型，一是对地基层进行事先压制，通过在地基上方添置重物或增加压力的方法来增强地基的密度，使地基沉降到最大限度，达到夯实地基的目的；二是通过改扩建排水系统，加大积水的排放力度，提高地基凝固的速度。这两种方法都可以大幅度提高地基凝固速度，避免地基日后发生严重沉降现象。

3.1适量添加粉煤灰的固结方法

在地基施工原料中加入适当数量的粉煤灰并加以均匀搅拌，可以有效提高地基的吸水能力，以排除多余的水分，加快地基的凝固速度。这是因为粉煤灰具有极强的活性和吸水性，并且性质较为稳定，适合于添加在地基混凝土原料中，帮助提高地基的稳固性

3.2加筋法的应用

在相对较松散土质的土层上进行工程施工，需要对采用加筋法对土质进行固定，以防其轻易地发生移动，对工程地基和上层结构产生威胁。加筋法主要应用于高层建筑或难度加大的工程建设中，为工程地基的加固产生了非常重要的作用。

3.3换填法

换填法是地基加固技术中最常用的一种方法，这种方法通常适用于自然地质不够适用当前工程的施工，最主要的换土垫层法和置换法。换土垫层法就是将比较优质的泥土作为材料换掉原自然土，这种方法比较适合整体置换。置换法又包括石灰置换法、碎石置换法、水泥置换法等。

4 结束语

我国的土木工程建设已经取得了一定的成就，但是在土木工程的具体施工技术应用中，还需要对此进行认真的分析。土木工程对社会发展的重要作用，施工单位应积极对工程结构和施工措施进行优化设计，并在工程地基建设中采用加固技术，以保证工程建设的质量符合现代社会发展的要求。

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）.

第8篇：土木工程抗震设计范文

Abstract： Seismic vulnerability analysis has important application value in the construction of civil engineering， attracted a large number of scholars at home and abroad. This paper introduces the research progress in civil engineering structure seismic vulnerability analysis from the following several aspects： first， the summary of civil engineering structure seismic vulnerability； second， general situation of the abroad study seismic vulnerability； third， general situation of the domestic research on seismic vulnerability； fourth， the present problems and development trend of the studies on the seismic vulnerability.

关键词： 土木工程结构；地震易损性分析；研究进展

Key words： civil engineering structures；seismic vulnerability analysis；research progress

中图分类号：TU311.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）26-0061-02

0 引言

地震易损性分析是地震安全评定中的重要内容之一。地震易损性是指在不同的地震强度下土木工程结构被破坏的概率，它能从概率的层面反映工程结构的抗震性能，较为客观地反映了地震与工程结构二者之间的关系，在土木工程中能为人们更好的防范地震带来的危害。因此，土木工程项目的地震易损性成为了人们关注的焦点问题，对于地震易损性的研究进展也须引起相关专家和学者的重视。

1 土木工程结构地震易损性概述

所谓地震易损性，是说在强度不同的地震作用下，土木工程结构可能发生的破坏状态，以及这种情况发生的概率。它是从概率的层面对地震发生机率、强度和土木工程破坏程度之间的关系进行宏观的预测，成为土木工程施工单位和地震工程研究界研究的重点问题。最早提出地震工程和抗震设计的是美国，美国的太平洋地震工程研究中心提出了供统一分析的地震参数和破坏参数等地震破坏指标，使地震易损性分析的研究进入到一个新阶段。用这种地震易损性分析方法只需要将工程需求参数输入进地震易损性的计算函数中去，就可以推断地震对土木工程破坏的参数和概率，使对地震易损性的分析更加的规范化与科学化。

土木工程的地震易损性分析是土木工程建设在设计、规划时的重要研究内容，在工程结构风险分析和地震损失概率分析方面能够发挥重要的推测作用，从而为土木工程项目的设计和施工提供数据支持。这是对工程项目负责也是对人民的生命财产安全负责，需要进行深入的理论与应用研究。通过这些系统性的研究工作来确保工程项目的安全，保障工程项目的顺利开展。

2 地震易损性的国外研究概况

国外较早地开始了对土木工程结构的地震易损性进行研究。他们意识到地震会对土木工程项目以及人民的生命财产安全带来巨大的安全隐患。因此，国外的工业发达国家很早就开始了对地震易损性的研究，如美国的Ghiocel对美国东部的核电站进行结构分析，对工程的地震反应和易损性进行了分析与评定。Ozaki对日本的核反应堆所在的建筑也进行了结构分析，根据其核反应堆建筑的地震易损性指数，考虑了工程项目的非线性特征和结构变异特征。一位美籍华人黄洪谋也对地震易损性如何更好地运用到电力系统工程建设中去进行了分析与研究，并将其研究成果推广、应用到电力变电站等设备中去，对电力系统中的设备和建筑进行安全评定，以确保电力工程的安全性与可靠性。

此外，在软件的开发上，美国也率先推出了HAZUS软件，通过这种地震易损性分析软件，美国可以在对土木工程项目的研究成果的基础上，对地震给工程项目带来的破坏进行估计和预测，采用性能设计的方法根据软件所得出的数据进行能力谱绘制，计算地震所带来的连锁反应，以地震易损性曲线的方式来反映建筑物的抗震性。

Tanaka在评估公路建设工程的地震易损性时，提出了一种地震易损性的正态分布函数。通过对工程项目的地震易损性进行两参数的分析，以正态分布的函数的形式向人们提供建筑工程的地震未知参数。通过这种地震易损性函数他总计将桥梁的结构形式划分为五种，这五种结构形式又把桥梁损伤划分为五种不同的形式，并按照不同的损伤形式和损伤程度把土木工程的损伤水准分为五个等级，为人们系统的研究公路的地震易损性提供了参考。

人们在对地震易损性进行分析时，常常用两种易损性曲线来表示，即经验易损性曲线和理论易损性曲线，不同的研究者根据不同的研究方向和具体工程项目的建设情况来选择不同的易损性曲线。经验性曲线在这两种曲线当中是一种可信度较高的地震易损性曲线，因为它使用的数据来源于以往地震所造成的危害情况和具体的动参数，对这些实际的数据进行统计分析，以此来得出较为真实可信的数据指标。但经验性曲线也有其自身的局限，因为地震所造成的危害会因为客观环境的不同而有所不同，如在不同的地震环境、场地和工程结构中，地震所打来的危害都是不一样的，因此，这种地震经验易损性曲线没有其广泛的推广意义，再加上其需要具体的数据分析，人们在获得这些数据时会有很大的难度。这些都限制了经验易损性曲线的推广使用，需要做进一步的改善。

除了经验易损性曲线之外，理论易损性曲线也是地震易损性分析中的一种重要参照曲线。采用理论易损性曲线研究地震的易损性通常要从地震的相应分析数据入手，采用反应谱、静力、时程分析等分析方法，对地震易损性进行系统的分析与评估。同样，理论易损性分析也可以采用不同的分析与研究方法，如Monte Carfo模拟法，但这种方法需要较长的运算时间，为此Fukushima提出了一种更为方便、快捷的分析方法，即评估结构响应的分析方法，这种方法通过振动理论来对土木工程的易损性进行分析，在一个频域内，它所得出的结果是准确可靠的。

此外，Singhal、shinozuka和Basoz等也对地震的易损性进行了广泛的研究，这些研究人员都在地震易损性的研究领域取得了重要的研究成果，促进了国外地震易损性分析的研究进程，使土木工程项目在更安全的工程环境下运行，加大了工程项目的安全系数。

3 地震易损性的国内研究概况

与国外的土木工程结构地震易损性的研究相比，我国在地震易损性研究方面起步较晚，主要是对土木工程结构的地震易损性进行经验性曲线分析。经验性分析的对象是一些群体性的房屋建筑，对这些群体性的房屋建筑进行震害预测。我国最早对土木工程项目的地震易损性进行研究的学者是尹之潜教授，尹教授在地震风险分析和震害预测方面都开展了大量的研究工作，取得了很大的研究成果。其研究结论是建立在大量真实的震害数据的基础上得出来的，并根据其实验数据分析了地震强度与土木工程结构破坏度之间的关系，对多种土木工程结构进行了系统的分析与研究，如砖砌体建筑、工厂的排架结构、混凝土结构，并分别根据这些结构的不同特点进行了有针对性的地震易损性分析，在地震危险性分析、地震易损性分析和震灾评估等方面都取得了重大的成就，得出了较为系统和完整了土木工程地质易损性研究结论与成果，起到了很好的震灾预测的实际效果。此外，尹教授还通过与国外专家者之间的相互学习、相互交流，并系统学习了美国斯坦福大学的地震易损性分析相关方面的课程，开发了对地震震灾进行系统预测的PDSM SM B-1地震易损性预测系统，大大加快了我国在地震易损性分析方面的研究进展。

此外，高小旺、张令心、钟益树等人也在地震易损性的研究领域内作出了重要的贡献，针对不同的土木工程结构进行有针对性的震灾预测，加快了我国在地震易损性方面的研究进展，在此不一一细述。

4 目前地震易损性研究方面的问题与发展趋势

4.1 地震易损性研究存在的问题 针对目前国内外对地震易损性分析的研究现状，在地震易损性分析领域还存在着很多问题，如输入参数、破坏准则、分析类型、分析方法等方面都存在着很多问题。具体说来，在输入参数上分析地震易损性方面我国还没有取得相关的理论研究成果，并在易损性的分析上面过于依赖地震动输入，仅仅用一个物理量来描述地震易损性显然不可行，只能用多物理量来解决。在破坏准则方面，不同的破坏准则会带来不同的数据分析结果，通过不同的破坏准则计算出来的数据会有很大的差别，对于这种差别很大的情况人们显得无所适从。另外，在分析类型和分析方法方面我国的地震易损性分析也存在着很大的问题，目前的计算类型与计算方法在运用的过程中计算量过大，对计算机的要求很高，通过分析得出的结果在可信度方面也不能令人满意，这些都是我国在发展结构地震易损性分析方面的主要问题。

4.2 地震易损性研究的发展趋势

4.2.1 两种地震易损性分析法的发展方向 目前国内外对于结构地震易损性的分析是基于经验分析法和理论分析法这两种方法的研究成果之上发展起来的。对于经验易损性分析方法，在分析的准确性与可靠性方面有其无可替代的重要作用，是目前土木工程结构地震易损性分析的重要方法。理论易损性分析方法可以通过比较相关的数值，对地震与土木工程破坏之间的关系进行分析和统计，进而对工程的抗震性进行评价。但这两种方法又都有其局限性，因此，优化目前的易损性分析方法是土木工程结构地震易损性研究的未来发展方向。

4.2.2 经验与理论相结合的易损性分析方法 经验与理论结合的分析方法能够充分利用两种分析方法的优点，尽可能地将所有的地震破坏因素都考虑在内，并且采用理论分析与经验分析相结合的方式来分析工程的地震易损性，具有精确性和可靠性高的优点，并能够对收集到的资料进行排序，详细地为人们提供地震易损性的分析结果，对建筑物的易损性进行系统、完整的分析，满足人们对地震易损性的详细程度和精确度方面的要求，是未来地震易损性研究分析的主要发展方向。

5 结语

土木工程结构的地震易损性分析是土木工程项目在结构损失分析中最重要的一部分，在结构损失分析中处于核心地位，是工程项目设计、优化的关键环节。因此，要结合土木工程结构地震易损性分析的研究进展与发展趋势采取既包含经验分析又包含理性分析的易损性分析方法，把两种分析方法结合起来，对结构的地震易损性进行全面的分析。

参考文献：

[1]周艳龙，张鹏.结构地震易损性分析的研究现状及进展[J].四川建筑，2010（06）.

[2]吕大刚，李晓鹏，王光远.基于可靠度和性能的结构整体地震易损性分析[J].自然灾害学报，2011（04）.

第9篇：土木工程抗震设计范文

关键词：土木工程专业;结构概念;创新设计;课程教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）06-0199-02

一直以来，我国土木工程专业本科培养的学生具有一定的理论水平，但应用实际工程的能力较差，独立和创新的工程意识较低。原因是以往的教学中，教师单纯地讲授理论知识，学生实践能力训练不足，缺乏理论与实际工程相结合的锻炼，教学与实践无法有效衔接。目前，土木行业越来越多的地方用到了概念设计，这种理念在很多实际的建筑方案中得以应用，对土木工程影响巨大[1]。因此，概念设计在土木建筑工程专业教学环节中应当加以体现、反映。针对这样的现状，土木工程专业进行《结构概念与创新设计》课程教学研究就十分有意义。这对改革工程教育的教学模式有利，又能检验学生对所学理论知识的掌握，并且锻炼他们提出问题、分析问题、解决问题的能力，激发其建立工程意识和培养创新能力[2]。

一、《结构概念与创新设计》课程教学内涵和意义

土木工程结构概念设计是工程当中结构设计的灵魂，是利用设计概念并以自身为主线贯穿全部设计过程的一种设计方法。概念设计是完整和全面的设计过程，它将设计者繁复的感性和瞬间思维上升到统一的理性思维从而完成整个设计[3]。社会经济的飞速发展，人们的生活水平日益提高，对建筑结构设计也有了一个更高的要求。如何打破土木工程结构设计过于墨守成规，能将结构工程师的创新能力充分发挥出来，对于现代社会是迫切需要的。因为他们才是结构设计革命的推动者和执行者[4]。

《结构概念与创新设计》课程是在原《结构创新设计》课、《结构概念与体系》课及《事故分析与结构原理》等土木工程专业课程基础之上，发展整合及改造后新设立的课程。该课主要是以学生创新性设计制作实验为主线，训练学生工程意识、动手能力、创新能力、实践能力等。它体现了工程教育的特色，以结构设计制作实验项目为载体，探索在干中学、理论与实践紧密结合的教学模式。把工程培养所必要的基础知识、工程设计思想和方法、自学和终身自学的能力和兴趣的培养等内容放在第一位。《结构概念与创新设计》课提出建筑结构概念设计的概念和原则，并结合学生的创新性设计制作实验案例进行点评分析。概念与体系部分介绍结构概念设计的背景、思路、基本做法、设计过程中经常用到的结构概念。

该研究的理论意义和实际意义在于探索通过该课程的教学设计，教学内容和教学方法的改革研究，适应新的教育理念和人才培养模式。培养学生的创新和实践能力，掌握善于主动学习的方法，形成良好的学习和工作习惯。

二、我校的教学改革研究的基础和环境

1.专业建设基础好。河北工程大学土木工程学院以开设创新性结构设计大赛10年。完成了校教研项目《土木工程专业创新性结构实验探索研究》和《结构创新设计等系列课程的教学研究》两项。学院已开设《结构创新设计》、《结构概念与体系》、《事故分析与结构原理》、《混凝土结构设计》、《结构抗震设计》等课程。

2.师资力量强。上述这些课程由多位建筑工程系的老师担任，职称结构合理，形成了相对稳定的老中青队伍结构。因此，对于结构概念与创新设计教学改革研究的可持续性提供了保证。

3.实验室基地条件良好。本专业下设的结构实验室是河北省结构实验教学示范中心，为学生建立模型实验提供了科学的、可靠的硬件条件。

三、《结构概念与创新设计》课程教学方案设计

1.教学目标。初步形成《结构概念与创新设计》课的教学理念和教学思想，完成《结构概念与创新设计》课的教学大纲制定，确定教学内容，初步形成教学方法和教学模式，为指导其他工程设计课程教学改革探索经验。

2.教学内容。《结构概念与创新设计》课程教学内容包括教学设计、教学内容和教学方法研究。

教学内容：创新性设计制作实验项目的设计，项目要包含若干个结构和力学的概念的运用，如拉、压、弯、剪、扭、稳定、倾覆等，使用材料应宜于制作，实验的方法要直观。项目的要求应是概括性的，应用较少的约束，以使学生开阔思路。给出的条件应尽量少，要学生自己寻找所需的条件。布置结构设计制作实验项目，首先让学生以小组形式讨论分析项目，提出问题。学生分析问题并寻找解决问题的方法，通过自学、讨论、查阅相关资料等方法解决问题。学生应经过结构方案设计、一定的计算分析、绘制施工图、施工制作结构模型、进行结构实验、实验分析、总结等过程。

教学方法：本课程的教学手段主要以讲课、学生设计、模型制作和模型实验相结合的方式，从不同的角度和理念启发学生将所掌握的基本结构概念有机地结合起来，培养学生的创造力。在模型实验之前教师上课以引导为主，主要由学生自学、讨论和分析计算设计制作出结构模型。教师引导学生将自己的设计与所学内容联系起来，甚至产生出学生还未学到的问题，让学生自己思考分析。

教师的教学主要以指导为主，如结构概念设计的原则、路线、方法，基本思路、基本做法以及设计中常用到的结构概念等，并结合学生的创新性设计制作实验案例进行点评分析。

基本教学过程：布置题目――学生以小组讨论学习――提出问题――教师指导学生分析问题解决问题（教师重点要起到启发、督促、指导、控制进度的作用）――学生形成方案――教师根据方案指导学生改进方案――学生制作模型――学生实验――教师点评总结（重点是设计思路和设计方法及学生学习方法的总结）――学生总结（学习过程总结）

3.存在的问题。（1）如何将“培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力，培养学生自学和终身学习的能力等”教学理念落实到教学实践中，是本教学课程首要解决的关键问题。（2）研究创新性设计制作实验题目。研究题目的内涵、题目的难易程度、题目的适用性、题目的趣味性、题目对学生学习的引导性等。（3）研究课程的教学内容和教学方法，形成即稳定又灵活的教学内容和方法。稳定是要教学理念要坚持不懈，总结提高，教学模式要稳定形成套路和程序，便于教师掌握和控制教学进度。灵活是具体的教学内容，比如涉及的结构概念很多不可能在课堂上全讲，需教师具有灵活性和启发性的教学方法指导学生学习。（4）初步形成课程所需的教学文件。如教学大纲、教学设计、教学教案、教学讲义、题目库、教学录像等内容。

四、《结构概念与创新设计》课程的实施

我校土木工程专业开设《创新性结构设计》等一系列课程以来，我们在不断探究和改进教学方法，对于启发式教学、案例教学、项目教学法均有了一定程度的研究，并取得了阶段性成果。我们已经完成了《土木工程专业创新性结构实验探索研究》和《结构创新设计等系列课程的教学研究》两项校级的研究，并开设了相应的课程。相关教师在工程教育方面有长期的思考和教学实践探索，并且已成功组织土木工程结构大赛10年。已开设《结构创新设计》、《结构概念与体系》、《事故分析与结构原理》、《混凝土结构设计》、《结构抗震设计》等课程，相关教师教学水平高，有丰富的教学经验。具体实施如下：

1.修订《结构概念与创新设计》课程教学大纲，包括课程目标、内容安排及学时安排。

2.选择土木工程专业和工程力学专业大学三年级学生的第二学期开始该课程教学。

3.自土木工程专业和工程力学专业大学三年级学生的第一学期期末，研究确定题目及相应的教学安排。

4.将大学三年级专业学生按班级分给不同的教师，教师则分头实施教学，定期讨论交流改进教学。在教学实践中，将教师授课、学生设计、模型制作和模型实验相结合，启发学生将理论知识与工程实际相结合，培养学生工程概念设计与创新能力、自学能力。

5.在大学三年级专业学生的第二学期期末，教师对课程实践进行总结，提出改进措施和方法。

五、总结和探讨

本文方案结合新的科研成果开设出新的课程以及课程标准化建设。探索建立新课程的教学理念、教学内容和教学方法。本方案突出土木工程专业特色，加强了实践教学环节的创新研究与实践。将工程项目、创新能力培养融入课程体系建设中，进行课程计划和实践内容的一体化设计，培养学生的工程创新意识。本方案突出启发式教学和指导式教学，培养学生的学习兴趣、善问求知和动手实践能力。

参考文献：

[1]张海峰，乔安宇.论建筑结构设计中的概念设计及其措施[J].黑龙江科技信息，2012，（12）：36-39.

[2]刘彦艳.浅谈建筑结构概念设计[J].科技风，2009，（13）：52-55.