摘要：人口不断激增，建筑设计将会成为大部分发展中城市的未来方向，由于国内地形地貌复杂，部分地区自然灾害频发，所以在建筑行业，高层建筑的安全性和耐用性一直都是研究重点。针对高层建筑，目前已经规定了明确的防震安全性要求和标志。基于此，以下对土木工程结构中的抗震问题分析进行了探讨，以供参考。
关键词：土木工程结构;抗震问题;分析
引言
我国经济还在快速发展，城市化进程的不断推进，人们的生活有了很大的改善。建筑工程的施工直接决定了工程的质量，施工的质量对工程整体质量来说意义重大。建筑企业和施工人员应当从抗震对工程的重要意义的角度上对存在的问题提出对策并不断完善相关措施，从而保障质量安全，促使建筑行业更加健康的发展。
1概念
我国建筑物抗震设计的三水准为“大震不倒、中震可修、小震不坏”，一般类型建筑的结构设计工作是在“小震作用”下（弹性状态）整体建模分析结构物的抗震性能，并依据计算结构进行配筋设计，然后再使用构造措施同时提升建筑物在中震和大震作用下的性能；对于特殊类型的建筑物（如超高层建筑、平面或立面不规则型建筑）可在“小震作用”下进行构件配筋计算，然后使用构造措施确保其在“中震作用”下的稳定性，最后保障建筑物的弹塑性层间位移角满足规范设计要求，以确保在“大震作用”下建筑物的稳定性。无论是何种类型建筑，无论何种结构抗震计算方法，均是基于设计理念和使用设计方法来提升建筑物在地震作用下的稳定性，实现“以柔克刚”的抗震效果。此外，高层建筑及超高层建筑存在薄弱层，采取必要的加强措施提升结构薄弱层的抗震性能，来实现有效消耗地震能量及拖延地震灾害的效果。
2土木工程抗震设计的重要意义
地震作为重大自然灾害，对人们生命和财产造成巨大威胁。地震的级别高低，造成的威力也不尽相同。根据已有的数据表明，地震在全球范围内频繁爆发，涉及的区域比较大，造成了难以预估的损失和不能弥补的伤害，人们对于地震往往是一种恐惧的状态。大量的建筑物受损坍塌是地震带来的最严重的损失，所以为了更好地避免这些经济方面的损失，改善和提高土木工程结构的抗震性能是最可靠的方式，也具有积极意义。土木工程的发展需要对抗震结构方面加以重视，提高建筑物的抗震效果来避免或减少外来因素或自然灾害的不良影响。
3抗震结构设计原则
3.1整体性原则
土木工程结构的抗震能力需要作用于整个结构。因此，在抗震结构设计中，设计人员应严格遵循整体性原则，立足于整体结构，充分优化设计规划，严格控制设计环节，以充分保证抗震结构设计总体布局的合理性。同时，坚持整体性原则可以有效避免不利于结构整体稳定性的因素，确保结构间的良好协调。在整体结构设计中，通过精确的力学计算，可以有效地提高结构的抗震能力。
3.2整体结构设计的合理性
土木工程结构设计中，要确保各阶段的能够完美衔接，使各基础部分的设计流程更加精简。建造部门要按照建筑要求完成建筑方案，按照设计流程进行建筑时，避免使用强度或刚度不足的建筑材料，同时要对整体建筑流程进行监管，做到各零部件连接紧密，提高整体结构的稳定性。建筑主体方案设计以保证各零部件牢靠为目的，在连接的同时提高连接精度。另外，土木工程结构设计中要对整体的建筑有明确的布局和规划，各建筑区域要按照原则进行施工，为了提高整体建筑结构的立体感和实用性，土木工程结构设计既要满足内部的刚度需求，又要结合外形，使建筑拥有更好的侧向抗震能力，以更好的应对外力变化。土木工程重点关注中心的结构设计，只要中心的设计合理，就可以达到提高整体工程结构抗震性能的效果。
3.3简单化原则
在土木工程抗震结构设计中，简单的土木工程结构体系可以发挥更好的抗震效果。这主要是因为简化结构在力学计算中更加明确，所以在土木工程结构设计的平衡控制中处于更加有利的位置。因此，遵循简化原则更有利于避免结构设计的复杂性对土木工程结构抗震性能的诸多影响，增强土木工程的抗震效果。
4土木工程抗震设计中需要把握的要素
4.1建筑物结构的刚性和设计外部形态的调节
刚度是结构设计中必须注意的一个方面。提高结构设计的刚度有助于提高建筑物的抗震效果，保证建筑物的安全稳定。土木结构的外部形式直接关系到建筑的整体抗震能力。为了保证外部建筑的抗震效果，必须保证设计结构在外观上科学合理。
4.2保证结构形状科学合理
在土建结构设计过程中，应根据建筑设计要求，参照相关行业标准和土建施工要求，即相关结构的强度，进行相应的设计。对于抗震结构设计，必须满足抗震结构中各结构之间形成的连接关系。例如，如果隔板与主体之间有足够的连接空间，连接结构将具有更大的刚度和阻力，从而使各结构的传力更加稳定，保证构件之间良好的连接关系，最终达到大幅提高抗震性能的目的。此外，在结构设计过程中，还需要遵循结构间的细化和减缩原则，结构间的应力需要有详细准确的数据支持。
5土木结构抗震设计中存在的问题
5.1对抗震设计概念模糊不清
民用结构将抗震性能与其结构相结合，主要是为了减少地震对建筑物的危害，避免由此对生命和财产造成的威胁。但在总体设计过程中，由于设计人员没有与时俱进的抗震思想，所以在现代民用结构中还是采用了较为传统的防治方式，利用大部分钢筋来防治地震造成的危害。但通过不断的实践证明，所用钢筋的数量与抗震能力不成比例，甚至在使用许多钢筋时，也可能导致其他材料的功能不能很好地展示，这也影响了民用结构的整体抗震效果。根据以上实践得出，在设计过程中，设计人员应更加重视抗震结构的涂抹位置，设计人员应更加重视薄弱环节的维护。地震时，较弱的地方很容易被破坏，因此对其进行有针对性的保护显得非常重要。
5.2抗震设计验证不完善
对抗震设计进行检验，也是提升建筑抗震能力的一项重要策略，主要有下述三种检验方式:①在地震发生后，对建筑完好情况进行检验；②使用抗震模型来开展模拟检测；③研究分析地震对建筑带来的危害。在建筑工程中，因为其规模、结构较大，要想直接进行抗震试验是难以实现的，所以，可以先构建建筑结构模型，再对此模型进行测验，从而得出发生地震后建筑的具体情况。由于不同的模拟软件间或多或少存在一定差异，所以，模拟得出的结果也会各不相同。另外，由于当前使用的预测技术不太成熟，因此导致抗震设计验证结果不太准确。
5.3对抗震设计不够重视
目前在我国存在着大量土木结构被地震破坏的现象，主要的产生原因在于，设计过程中没有将抗震结构很好地应用在土木设计中，很大程度上与设计师没有深切的感受到抗震结构的重要性有关。主要发生在对建筑进行改造时，只重视改造设计，而没有将抗震结构与之结合，这是忽视的主要原因。一旦地震强度十分大，原本的土木结构无法承受地震带来的强大冲击，就会对人类的生命财产安全造成严重的影响。因此在设计过程中，涉及人员应更加注重对于抗震结构的使用，在利用过程中根据实际情况进行构造结合。
5.4施工方法
不同施工方法的运用会对建筑结构体系抗震性能带来一定的影响，尤其是结构的整体性。对于钢筋混凝土的结构，采用以现浇为主的方法，可以确保结构有连续性，让构件间节点连接更加可靠，进而能够增强其整体性。对于构件预制、节点的现浇装配的整体式结构，其节点位置的混凝土是不容易被浇捣密实的，其节点强度难以进一步得到保障，所以整体性相对较差。
而装配式的结构整体性则呈现更差的表现。因此对于有较强抗震要求的建筑而言，要运用现浇施工形式开展工作。
6提高土木结构抗震性的方法和策略
6.1设置多道抗震防线，明确设计注意事项
分析建筑结构体系主要构成可知，完善的建筑结构体系通常是由多种延性分体系组成，不同分体系再经过对延性结构的合理连接，具有较强的抗震效果。如建筑工程中较常使用的框架剪力墙结构，是通过结合延性框架与剪力墙两项分体系构成。若是发生强度较高的地震，则会使得某些分体系受损破坏，而剩余的分体系依然可以组合构成抗震防线。从内力分布角度来看，整体结构可以通过多道抗震防线来抵御地震的破坏力，防止建筑体直接倒塌。另外，分体系间的连接构件，如剪力墙的连梁，可采取合理设计使其在地震破坏力的作用下发生塑性变形，减弱地震的破坏效果，使主体结构能够得到有效保护。
6.2合理选择建筑场地
开展建筑工程结构抗震设计之前应对建筑场地进行合理化的选择，应尽量将建筑场地选在地质结构较为稳定、地势开阔、地下土质的承载力强、地基处理难度低的地区，以确保建筑工程地基处理工作的难度较低且地下土体能够对建筑物起到较强的嵌固作用。并且，建筑施工区域也不宜设置在地震断裂带、河道边缘或采空区等区域。如果经过地质勘察工作了解到地下土体较为复杂，应为避免建筑物出现不均匀沉降而采取必要的地基处理工作，设计人员应对地下土地的各项参数进行分析，结合上部结构对地基处理的要求帮助施工单位选择合适的地基处理方式。
6.3结合实际情况制定特殊的策略
因裙房和塔楼是连接的，其沉降结果分析如表1所示。针对塔楼和裙房有沉降差，两者设置了沉降后浇带，进而释放了一些塔楼封顶前的沉降差来引起应力，之后通过增强相连构件配筋以及加强构造措施等形式，来抵抗塔楼封顶后存在的沉降差所带来的应力。针对该工程应注重防止混凝土开裂的施工要求，并注重以下工作的开展：（1）要针对塔楼和裙房间沉降后的浇带老建立伸缩浇带；（2）地下室的混凝土中要添加低碱类的抗裂膨胀剂，以此来强化其抗震性；（3）后浇带间要运用无缝技术，在30～40m间要建立宽为2m的膨胀来增强缓解早期的混凝土收缩裂缝现象；（4）要有效提高钢筋配筋率，由此抑制其因温度而导致裂缝问题的出现。建筑的裙房平面尺寸如果均超出了规范限值，要注重建筑保温工作的开展，增强楼屋的面配筋，并根据塔楼和裙房间沉降后浇带情况来建立伸缩后浇带等工作。
6.4保证结构设计合理，提高抗震性能
土木工程结构设计是直接关系到结构抗震性能的关键因素。在土木工程结构设计中，不仅是最终人看到的建筑种类，而且是结构的合理性或建筑良好抗震性能的基础。在设计土木工程结构时，首先必须考虑建筑段的水文地质以及气候条件，在气候条件下，设计人员需要充分收集建筑段的地震数据，并根据这些数据确定建筑结构的地震等级。其次，在结构设计中，必须严格遵守抗震结构设计原则，提高建筑物本身的抗震性能。设计中必须遵循模板设计，在不规则结构以及主要承力部位等，可以采取合理的加固措施，提高结构的抗震性能，对于无力结构，可以通过合理减小体积等，达到合理控制施工成本的目的。
6.5建筑物重要组成部分的抗震设计优化
地震的发生必然会在某些方面改变建筑物的整体结构，比如，建筑物的安全通道属于垂直建筑设施，具有在地震后及时疏散人群的作用。因此，在平面设计中，尽量将其安排在建筑物人口密集的中部地区，便于发挥其作用。大楼的楼梯是典型的竖向交通结构，在建筑物整体的抗震设计中占有重要地位。所以，在对建筑物抗震设计时，一要考虑建筑物楼梯的位置，二要保证其在地震中的承载力，并充分考虑楼梯设计是否存在没有想到的问题。因此，在楼梯通道的设计中，设计者应充分考虑墙柱和楼梯板的承重能力和抗震能力，目的是在地震发生时能保证群众的顺利疏散。
6.6强化项目管理人员对高层建筑设计的安全观念
项目管理人员对项目设计和建筑有着至关重要的作用，项目在建造和设计的过程中，容易受到项目管理者和项目投资者的影响，两者会因为项目成本、项目时间等一些因素，对项目设计进行把控和制约。高层建筑的防震设计是高层建筑安全管理的重要组成部分，所以，务必强化项目管理人员对高层建筑防震设计的重视意识。建筑公司应该定期地对项目管理人员进行建筑安全常识的培训和考核，深化安全责任在项目过程中的重要性。同时制定专项的抽查管理制度，在项目设计阶段和制造阶段，都应对项目进行抽查管理，确保工程项目的安全性达标。抗震设计就是高层混凝土建筑在安全性上的重要体现，每个项目管理人员都给予足够的重视。
6.7合理选择建筑材料
建筑材料的选择在土木工程设计中起着最根本的作用，如果建筑材料的选择出现问题，最佳的土木工程设计将无法付诸实施。但材料自身强度等级的无限增加无疑也是不科学的，一是增加了不必要的成本，二是高强度建筑材料必然会有更大的体积和质量，从而使建筑失去自身的美感。钢筋材料是土木工程中使用最普遍的材料，因此民用建筑抗震性能的好坏直接关系到钢筋材料的质量。由此可见，对于这一决定因素，在民用建筑的实际设计和施工中，必须根据不同的结构要求以及设计要求，确定相应类型钢筋的运行参数。民用建筑结构的钢筋类型再选择，必须充分考虑结构在不同方向上的受力情况，还必须考虑材料的抗震系数。除此之外，还需要考虑建筑成本因素，以便最终选择最合适的钢筋材料。
6.8选择抗震结构设计专业能力较强的工程设计师
抗震结构的设计，需要建筑设计师有很强的专业性和丰富的设计经验。例如，在结构的选择中，专业的设计师能根据经验，结合当地的实际情况，初步判断建筑在架构上的选择，后期再通过震动系数进行结构验证，选择最为适合的防震结构。但是如果选择专业能力和工作经验都欠佳的设计师，不仅在前期的架构模式选择上面需要浪费很长的时间，而且还容易出现判断错误而造成工程失误、成本增加等情况。同时，因为高层混凝土建筑的防震设计关系到后期建筑的使用和人们的生命财产安全，所以在建筑的抗震结构的设计上必须严谨，需要有着专业的知识进行准确判断，更有效地保障设计的合理性和科学性。
结束语
地震灾害是一种破坏力极强的地质灾害，当地震发生后，可能会带来严重的人员伤亡和经济损失。由于地震具有突发性，所以很难提前预测防范。因此，随着建筑行业的飞速进步，也应提高建筑结构的抗震能力，使建筑体能够更好的抵御地震灾害。建筑工程设计人员要以安全、稳定为核心目标，对建筑建设区域的地质结构进行详细勘察分析，确定合适的抗震等级标准，进行合理的抗震设计，以此提高建筑抗震性能。
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