结构动力学论文隔震减震论文

结构动力学论文隔震减震论文

摘要：在国内各类建筑蓬勃发展的今天，对建筑的质量要求特别是抗震减震要求越来越高，在进行建筑结构设计时，必须要结合相关的实际，采取科学有效的措施控制好结构地震的反应，进而有效的降低结构的地震内力，从根本上降低地震给建筑结构所带来的破坏，提升建筑物的抗震减震能力，保证建筑物的安全和人民群众的生命财产安全。

一、建筑结构设计的保障

在建筑物设计时，只要设防烈度在六度以上的，根据规定必须开展抗震设计，为了达到抗震设防目标，要求建筑物必须具备良好的延伸性、刚度、承载力等多项要求。延伸性实际上是指在承载力没有发生重大变化时，让建筑主体维持原来的形态，在受力发生变形时可以有一定的舒缓性。通常来说，延伸性越好，该建筑的抗震能力也越高。

在选择延伸性以及相关的建筑要求以后，就必须借助抗震措施进而提升该建筑的延伸性，进而保证在发生各类地震时满足抗震的要求。一般来说，要想达到上述要求，首先需要做的就是增大梁柱的抗弯能力，使其在地震来临时，有充分的韧性去应对，从而保证建筑不受地震的影响，始终保持其稳定性，最后保证其安全性。在进行抗震设计时，抗震计算为建筑抗震设计提供定量计算方式，而良好的构造措施能有效地保障局部薄弱环节和整体性达到抗震计算结构的有效性，而抗震设计包含了三个方面的内容，分别是抗震计算、概念设计、构造措施，这三部分是一个统一的整体，必须全部具备，忽略了任何

结构动力学 论文

《结构动力学》 课程论文

结构动力学在道路桥梁方面的应用 摘要：随着大跨径桥梁结构在工程中的应用日趋广泛，施工控制问题也越来越受重视。结构动力学在各方面都有极为重要的作用，其特性也被广泛应用于桥梁结构技术状态评估中。结构动力学在道路桥梁方面应用十分广泛，比如有限元模型、模态挠度法、桥梁结构（强度、稳定性等）、状态评估、结构模态、结构自由衰减响应及其在结构阻尼识别中的应用、结构无阻尼固有频率与有阻尼固有频率的关系及其应用等，尤其是结合桥梁的检测、桥梁荷载试验与状态评价。本文就其部分内容进行介绍。 关键词：结构动力学道路桥梁应用 如今，科学技术越发先进，结构动力特性越来越广泛地应用于桥梁结构抗震设计、桥梁结构故障诊断和桥梁结构健康状态监测等工程技术领域,由此应用而涉及到的一些动力学基本概念理解的问题应运而生。对于此类知识，我了解的甚少，上课期间，老师虽有讲过这相关内容，但无奈我学到的只是皮毛。我记忆最深的是老师给我们放的相关视频，有汶川地震的，有桥梁施工过程的，还有很多因强度或是稳定性收到破坏而倒塌的桥梁照片。老师还告诉了我们修建建筑物的原则：需做到小震不坏，中震可修，大震不倒。还有强剪弱弯，强柱弱梁，强结点强锚固。桥梁在静止不受外力扰动时是不会破坏的，大多时候在静止的荷载作用下也不会发生破坏，但当桥梁受到动力荷载时就很容易发生破坏了，所以我们在修建桥梁是必须事先计算好最佳强度等等需要考虑的量。下面简单介绍一下结构固有频率及其应用和弹性模量动态测试。 1.结构固有频率及其应用 随着对结构动力特性的深入研究,其被越来越广泛地应用于结构有限元模型修正、结构损伤识别、结构健康状态监测等研究领域.一般情况下,由于结构阻尼较小,因此在结构动力特性的计算分析中,往往不计及结构阻尼以得到结构的振型和无阻尼的固有频率fnj(j=1,2,∧∧);而在结构的动态特性的试验中,识别的却是结构有阻尼的固有频率fdj.理论上有[1,2]fdj

建筑隔震与消能减震知识分享

第十五讲建筑隔震与消能减震设计规定 一、隔震与消能减震是减轻建 筑结构地震灾害的新技术 地震释放的能量以震动波为载体向地球表面传播。 通常的建筑物因和基础牢牢地连接在一起，地震波携带的能量通过基础传递到上部结构，进入到上部结构的能量被转化为结构的动能和变形能。在此过程中，当结构的总变形能超越了结构自身的某种承受极限时，建筑物便发生损坏甚至倒塌。 1、什么是房屋结构的“隔震设计” 《隔震》，即隔离地震。在建筑物基础与上部结构之间设置由隔震器、阻尼器等组成的隔震层，隔离地震能量向上部结构传递，减少输入到上部结构的地震能量，降低上部结构的地震反应，达到预期的防震要求。地震时，隔震结构的震动和变形均可只控制在较轻微的水平，从而使建筑物的安全得到更可靠的保证。表15.1列出了隔震设计和传统设计在设计理念上的区别。 表 15.1 隔震房屋和抗震房屋设计理念对比 隔震器的作用是支承建筑物重量、调频滤波，阻尼器的作用是消耗地震能量、控制隔震层变形。隔震器的类型很多。目前，在我国比较成熟的是“橡胶隔震支座”。因此，本《规范》所指隔震器系指橡胶隔震支座（规范12.1.1条注1）。在隔震设计中采用其他类型隔震器时，应作专门研究。 2、什么是房屋建筑的“消能减震设计” 在建筑物的抗侧力结构中设置消能部件（由阻尼器、连接支撑等组成），通过阻尼器局部变形提供附加阻尼，吸收与消耗地震能量。这样的房屋建筑设计称“消能减震设计”。 采用消能减震设计时，输入到建筑物的地震能量一部分被阻尼器所消耗，其余部分则转换为结构的动能和变形能。这样，也可以达到降低结构地震反应的目的。阻尼器有粘弹性阻尼器、粘滞阻尼器、金属阻尼器、电流变、磁流变阻尼器等。 3、隔震和消能减震设计的主要优点

结构优化设计论文

结构优化课程设计 学院土木学院 专业工程力学 班级1001

学号100120118 姓名崔亚超

总结结构优化设计的原理、方法及发展趋势 崔亚超 工程力学1001班学号100120118 摘要：阐述了工程结构优化设计理论从最初的截面优化发展到形状优化、拓扑优化的基本历程及其相关特点，对优化设计选用的各种算法进行归类，并简述结构优化设计的发展趋势。 关键词：尺寸优化；形状优化；拓扑优化；优化算法 Summary structural optimization design principles, methods and development trends Abstract:The structural optimization of engineering design theory from the initial cross-section to optimize the development of shape optimization, topology optimization of the basic course and its related characteristics, the optimum design on the range of algorithms are classified, and to outline the development trend of structural optimization design . Key words:size optimization; shape optimization; topology optimization; optimization algorithm 0 引言 结构优化设计的目的在于寻求既安全又经济的结构形式，而结构形式包括了关于尺寸、形状和拓扑等信息I对于试图产生超出设计者经验的有效的新型结构来说，优化是一种很有价值的工具，优化的目标通常是求解具有最小重量的结构B同时必须满足一定的约束条件，以获得最佳的静力或动力等性态特征。 集计算力学、数学规划、计算机科学以及其他工程学科于一体的结构优化设计是现代构设计领域的重要研究方向。它为人们长期所追求最优的工程结构设计尤其是新型结构设计提供了先进的工具，成为近代设计方法的重要内容之一。 结构优化设计也使得计算力学的任务由被动的分析校核上升为主动的设计与优化，由此结构优化也具有更大的难度和复杂性。它不仅要以有限元等数值方法作为分析手段，而且还要进一步计算结构力学性态的导数值。它要面向工程设计中的各种实际问题建立优化设计模型，根据结构与力学的特点对数学规划方法进行必要的改进。因此，结构优化设计是一综合性、实用性很强的理论和技术。 目前，结构优化设计的应用领域已从航空航天扩展到船舶、桥梁、汽车、机械、水利、建筑等更广泛的工程领域，解决的问题从减轻结构重量扩展到降低应力水平、改进结构性能和提高安全寿命等更多方面。 由于结构优化设计给工程界带来了经济效益及近年来有限元研究和应用的相对成熟，计算机条件的进一步改善和普及，人们对结构优化设计的研究和应用的呼声更高了。无论国内还是国外，对这一现代技术的需求都有增长的趋势。随着设计技术的更新和产品竞争的加剧，结构优化设计将会有更大的发展。

工程结构动力分析小论文

薄壁管件的屈曲分析 摘要：本文针对薄壁件的失稳问题，采用线性特征值屈曲分析法和非线性屈曲分析法，借助ANSYS有限元商业软件对薄壁圆管进行模拟计算。特征值分析可以确定临界载荷、屈曲模态，特征值屈曲分析法得到的临界载荷作为非线性屈曲分析分析的初步缺陷载荷，接着进行非线性分析，得到结构完整的稳定性能。将两种结果进行对比讨论，可知非线性分析的结论更切合实际。 关键词：结构屈曲，ANSYS软件，特征值分析，薄壁圆管， 1.引言 薄壁钢材具有高强度、轻质、力学性能优良的特点，是一种良好的结构材料。但是实际工程结构中薄壁钢材的截面轮廓尺寸很小，构件细长，如果其在工艺上处理不当，当受到各种载荷时容易发生局部失稳或整体破坏，给人民的生命财产造成不可估量的损失，所以薄壁结构的稳定性问题成为工程设计人员关心的焦点。所谓失稳，就是当载荷仅有微量增加时，应变增长显著。比如圆筒受到环向载荷，其压缩应力尚未达到材料的屈服点时，就突然失去自身原来的形状被压扁或产生褶皱，这种在外力作用下结构突然失去原有形状的现象叫失稳，也称为屈曲。本文针对工程上常采用的薄壁管件的稳定性问题，借助有限元软件，用线性和非线性的分析方法计算其屈曲时的临界载荷。圆筒形构件的失稳分为整体失稳和局部失稳，其中整体失稳又分为侧向失稳和轴向失稳。 图1-1侧向失稳图1-2轴向失稳 1

22. 力学建模 预测结构发生屈曲时的临界载荷和屈曲后的形状通常的方法有两种，即特征值分析和非线性屈曲分析，但是特征值分析是基于材料完全线性无缺陷的，所以得出的结果与实际有较大差距，因此工程直接运用很少，但是它也是有意义的，一般取其第一阶模态作为非线性分析的初始扰动载荷的依据。用特征值分析得到的是屈曲上限，而用非线性分析得到的是屈曲下限，如图所示。 图2-1 特征值屈曲分析示意图 下面简单介绍特征值分析的理论知识。 设在单位外载荷作用下结构的应力刚度矩阵为[]K σ，那么[]K σλ（λ为载荷乘子）就代表另一强度下的应力刚度矩阵，在线性条件下，它们均与位移函数无关。如果基准状态下的位移矩阵[]D 加上虚位移矩阵[]D — ，而作用的载荷[]R 保持 不变，那么，为了使状态[]D 和_D D ??+????保持平衡状态，必须满足： [][][][]()K K D R σλ+=和[][][]_)K K D D R σλ??++=???? （ 将两个方程相减得到：[][]_)0K K D σλ??+=???? （，此即为经典的特征值问题，由[][]det()0K K σλ+=可得到特征值，其中最小的特征值就是临界载荷。 式中的λ是特征值， D ?????? —是位移特征向量，用λ乘以施加的载荷即得到临界载荷cr P ,D ?????? —是屈曲形状。

结构力学结课论文：结构动力学振动理论在建筑结构抗震中的应用研究

结构动力学振动理论在建筑结构 抗震中的应用研究 摘要:随着社会的不断发展，抗震功能在建筑结构设计中的要求日益提高。通过结构动力学振动理论的研究应用，抗震技术得到了很大发展。本文将运用单自由度无阻尼和有阻尼受迫振动的理论知识，通过对动力学中的结构动力特性、建筑结构设计中的抗震功能的分析，简要介绍装有粘弹性阻尼器的单自由度体系的应用实例。 关键词:建筑结构抗震结构动力学振动理论单自由度体系简谐荷载 一、综述 随着社会的不断向前发展，建筑结构形式日益多样化，结构设计中对于抗震功能的要求也越来越高。与此同时，各门学科的交叉发展使得建筑结构抗震技术的运用走上了一个新的阶段。 传统的结构抗震设计不仅仅使得结构的造价大大增加，而且由于地震的不确定性而往往难以达到预期效果。通过运用动力学的相关知识来分析隔震减震装置在地震作用下的反应可以发现，自振振动在结构的地震反应中经常占有主导地位，不能够忽略。那么运用动力学理论分析，找到结构反应的最大控制量，通过改进材料的性能参数，就能够使用最合适的材料来制造隔震减震装置，提高装置的使用效能，这样就有希望把被动控制技术推向一个新高度。

二、单自由度无阻尼受迫振动 当体系上作用的外荷载为简谐荷载，同时忽略体系的阻尼，单自由度体系的运动方程为： 式中：p0为简谐荷载的幅值；为简谐荷载的圆频率。 体系的初始条件为： 该方程的解为： 解的第一部分为结构的自振频率振动的部分，即伴生自由频率的振幅，记为： 其中，为自振频率的振幅： 解的第二部分为激振频率振动的部分，即稳态动部分，记为： 其中，为自振频率的振幅：

解的第二部分为激振频率振动的部分，即稳态动部分，记为： 其中：为激振频率振幅： 比较两部分振动的振幅得到： 由上面的式子可以看出，结构自振的振幅与稳态振动部分的振幅的比值是成反比例的。当1 θ≥时，按自振频率部分的振幅大于按荷载频率的部分的振幅，尤其是当1 θ>时，自振部分在结构反应中将占相当重要的部分。 三、单自由度有阻尼受迫振动 在简谐荷载作用下，单自由度体系的运动方程和初始条件为： 该方程解为：

浅述建筑结构减震与消能减震设计

浅述建筑结构隔震与消能减震设计 崔XX XX理工大学XX学院XX学员大队江苏XX 02XXXX 内容摘要 摘要：本文对建筑结构“隔震”与“消能减震”设计的基本原理及其特点进行简要的介绍和说明，并对结构抗震设计、隔震设计和消能减震设计进行分析和对比，供初学者参考。 主题词：抗震设计隔震设计消能减震设计 1 引言 地震是一种突发性的破坏性极强的自然灾害，罕遇的大地震会给建筑物及构筑物造成极大的破坏，造成极大的人员伤亡和经济财产损失。回顾21世纪发生的几次大地震如尼泊尔大地震，汶川大地震，智利地震等无一不对人们和社会造成不可估量的破坏和损失。当前的科技水平尚无法预测地震的到来，未来相当长的一段时间内，地震也是无法预测的。而且即使做到了震前预报，如果工程设施的抗震性能薄弱，也难以避免经济损失。地震时不可控的，但工程结构是可控的，因此，实施有效的抗震设防是当前防震抗灾的关键性工作，而隔震和消能减震技术在建筑结构中应得到广泛应用。 传统的建筑结构抗震设计是依靠增加结构的强度、刚度和延性来增加结构各构件的承载力和变形能力来抵御地震作用，，来实现“大震不倒，中震可修，小震不坏”的防御目标，立足于“抗”，是一种消极的设计方法。随着科技水平的发展和传统抗震结构在地震中的表现，传统建筑结构抗震设计暴露出很多问题，不能满足现代建筑在抗震设防方面的需求。所以抗震减灾事业的发展，不能局限于传统的建筑结构抗震设计，更应该搭上科技创新的这辆快车，用新技术来提高和改善建筑物的抗震性能。在建筑物中设置隔震层和消能减震装置来减轻地震的破坏这种新型结构体系就是其中之一。本文就这一新结构体系做一简要阐述。 2 “隔震设计”与“消能减震设计”的基本设计原理 2.1 隔震设计 “隔震”即隔离地震，分为基础隔震和层间隔震。在建筑物适当部位设置隔离装置，切断或削弱地面运动向上部结构的传递，并提供适当的阻尼，从而使上部结构的地震作用大大降低，耗能能力加强，达到预期的防震要求。如叠层橡胶垫支座、高阻尼橡胶垫支座、滑移隔震支座和混合隔震装置等。 2.2 消能减震设计 消能减震技术是把结构物某些部位（如支撑、剪力墙、连接缝或连接件）设置耗能 阻尼器，通过该装置产生摩擦，弯曲（或剪切、扭转）弹塑性（或粘弹性）直回变形来耗散或吸收地震输入结构的能量，以减小主体结构的地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震控制的目的。 在消能减震结构体系中，消能（阻尼）装置在主体结构进入非弹性状态前率先进入耗能工作状态，充分发挥耗能作用，消耗掉输入机构体系的大量地震能量，式结构本身需消耗的

减隔震建筑结构设计指南与工程应用

《减隔震建筑结构设计指南与工程应用》教学大纲 总教学课时：60 一、教学目的 贯彻中央城市工作会议精神，落实住房和城乡建设部印发的《关于房屋建筑工程推广应用减隔震技术的若干意见（暂行）》（建质[2014]25号）的工作要求，帮助结构工程师更好地了解与掌握减隔震技术的概念与发展历程、设计标准与研究现状、减隔震结构设计方法、减隔震技术在建筑工程中的应用。 二、教学要点 与结构工程师设计工作相关的减隔震技术概念与工作原理，减隔震建筑结构设计参考依据与设计关键要点、减隔震技术工程应用方法等。 三、重点内容与课时分配 第一章减隔震技术概述（4学时）： 减隔震技术的概念与原理（1学时）、减隔震技术发展历程（1学时）、减隔震技术设计标准（1学时）、减隔震技术研究现状（1学时）。 第二章减震结构设计指南（12学时）： 减震结构概念设计（2学时）、减震结构性能设计的基本要求（2学时）、减震结构计算分析的基本要求（2学时）、

减震装置的基本要求（2学时）、减震结构的抗震构造措施要点（2学时）、减震装置的施工、验收和维护（2学时）。 第三章隔震结构设计指南（12学时） 隔震结构概念设计（2学时）、隔震结构性能设计的基本要求（2学时）、隔震结构计算分析的基本要求（2学时）、隔震装置的基本要求（2学时）、隔震结构的抗震构造措施要点（2学时）、隔震装置的施工、验收和维护（2学时）。 第四章减震技术在建筑工程中的应用（16学时）： 屈曲约束支撑应用案例（2学时）、黏滞阻尼支撑应用案例（3学时）、黏滞阻尼伸臂应用案例（3学时）、黏滞阻尼墙应用案例（4学时）、日本典型减震案例（4学时）。 第五章隔震技术在建筑工程中的应用（16学时）： 基础隔震案例（6学时）、层间隔震案例（4学时）、组合减隔震案例（2学时）、日本典型隔震案例（4学时）。 四、教学延伸阅读参考书目 1.周福霖. 工程结构减震控制[M]．北京：地震出版社， 1997. 2.李爱群，瞿伟廉. 工程结构减振控制[M]. 北京：机械 工业出版社，2007. 3.丁洁民，吴宏磊. 黏滞阻尼技术工程设计与应用[M]. 北京: 中国建筑工业出版社，2017. 4.日本隔震构造协会. 隔震结构入门[M]. 东京：OHM出

结构力学专题论文

结构力学专题论文 超静定梁的极限荷载分析与计算 一、 概述 弹性设计方法及其许用应力设计法的最大缺陷是以某一截面上的max σ达到[σ]作为衡量整个结构破坏的标准。事实上，由塑性材料组成的结构（特别是超静定结构）当某一局部的max σ达到了屈服应力时，结构还没有破坏，还能承受更大的荷载。因此弹性设计法不能充分的利用结构的承载能力，是 不够经济的。 塑性分析考虑了材料的塑性性质，其强度要求以结构破坏时的荷载作为标准： max []Pu P p u F F F k ≤= 其中，Pu F 是结构破坏时荷载的极限值，即极限荷载。u k 是相应的安全系数。 对结构进行塑性分析时仍然要用到平衡条件、几何条件、平截面假定，这与弹性分析时相同。另外还要采用以下假设： （1） 材料为理想弹塑性材料。其应力与应变关系如图所示。（图1.1） 图1.1 （2） 比例加载：全部荷载可以用一个荷载参数P 表示，不会出现卸载 现象。 （3） 结构的弹性变形和塑性变形都很小。 从应力与应变图中看出，一旦进入塑性阶段（AB 段），应力与应变不再是一一对应的关系，只有了解全部受力变形过程才能得到结构的弹塑性解答。但塑性分析法只考虑结构破坏状态时对应的极限荷载，所以比弹塑性分析法要简单的多。 值得注意的是，塑性分析只适用于延性比较好的弹塑性材料组成的结 D s σσ

构，而不适用于脆性材料组成的结构，也不适用于对变形条件要求较严的结构。 二、 相关概念 1、极限弯矩 （1）屈服弯矩 随着M 的增大，截面最外层纤维处的应力达到屈服应力s σ时，截面承受的弯矩称作弹性极限弯矩或者屈服弯矩。 e s M W σ= 式中，W 是弹性弯曲截面系数。 （2）极限弯矩 M 不断增大，整个截面的应力达到屈服应力s σ时，截面承受的弯矩称作极限弯矩。 u s s M W σ= s W 是塑性截面系数，其值为等截面轴上、下部分面积对该轴的静矩。 可见，纯弯曲时，M 只与材料的屈服应力s σ和截面的几何尺寸、形状 有关。剪力和轴力对M 的影响可以忽略不计。 2、塑性铰 2.1 概念 当整个截面应力达到屈服极限时，保持极限弯矩不变，两个无限靠近的截面可以发生有限的相对转动，这样的截面称为塑性铰。 2.2 塑性较的特点 （1）塑性铰可以承受极限弯矩。 （2）塑性铰是单向铰。 （3）卸载时塑性铰消失。 （4）随着荷载分布的不同，塑性铰可以出现在不同的位置。 3、破坏机构 结构在极限荷载作用下，由于出现足够多的塑性铰而形成的机构叫做破坏机构。 破坏机构可以在整体结构中形成，比如简支梁；也可以在结构上的某一局部形成，比如多跨连续梁。同一结构荷载不同时，破坏机构一般也不同。 静定结构在弯矩峰值截面形成一个塑性铰后，就形成破坏机构而丧失承载能力。对于超静定结构，因为有多余约束，要形成足够多的塑性铰才能丧失承载能力，这也是我们在做结构时，要设计成超静定结构的重要原因之一。 三、 判定极限荷载时的一般定理

力学小论文

题目：自行车力学探究 摘要：自行车是我们日常生活中见到的最普遍的交通工具，然而当我们骑车时它的具体受力情况是怎样的我们却不太清楚，本实验目的主要是探究自行车轮胎的摩擦力系数的测定，并在此基础上探究它在转弯的时候的受力情况。 关键词：摩擦力系数、力偶、杠杆、自行车 引言： 自行车上的力学、结构方面应用了很多科学知识，简单举例：1、杠杆原理：车闸，你在车闸处轻轻一握，就可以产生一个很大的拉动刹车装置的力量。 2、滑动磨擦（两种情况的利用）：刹车、车轮，刹车是利用了滑动磨擦使车子停下来，而车轮则正好相反，他利用了滑动磨擦，使车子向前行进，车轮上的花纹就是为了增大他的磨擦系数的。 3、滚动磨擦：他的目的是为了省力。自行车用滚动磨擦的地方

很多，比如在转向装置、车轮轴里安装的轴承，就是利用了滚动磨擦。 4、力偶的原理：手在车把上产生的力正在是以前车叉为原点的一对力偶，力偶比一个单向力更容易控制，也更省力。 5、弹性碰撞的原理：说白了主要就是减震，充气轮胎、车子上的弹簧，都是把钢性碰撞改变成弹性碰撞，从而减少对人体的冲击力，使人骑起来更舒适。 对于本实验，考虑到自行车运动时与地面的摩擦是滚动摩擦，于是用自行车轮胎制成滑块测出橡胶与地面的摩擦系数。我们采用在不同场地多次测量取平均值的方法，来测橡胶轮胎与摩擦面的摩擦系数，在进行这个实验时要注意两点：一是拉力保持水平；二是尽量使滑块保持匀速运动。 器材：5个弹簧秤、2个滑轮、自行车（说明：多个弹簧秤和滑轮是打算在单个弹簧秤不足时用的） 数据： 表一水磨地 表二水泥地

结果：摩擦力系数：水磨地取平均值：0．38 水泥地取平均值：0．72 讨论：当过弯半径R分别为50m、20m、10m时，在水泥地上骑车最大速度Vm分别为多少。受力图如下： 自行车M：10 Kg 人m：60 Kg (M+m)Vm^2/R=μG Vm=（μGR/(m+M)）^1/2 当转弯半径为50m时：Vm=18.2m/s 当转弯半径为50m时：Vm=11.9m/s 当转弯半径为50m时：Vm=8.4m/s 结论： 1、橡胶轮与水磨地的摩擦力系数为0．38 橡胶轮与水 泥地摩擦力系数为0．72；

结构力学论文

结构力学论文

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成绩 土木工程与建筑学院 结构力学论文 (201６—2017 学年度第一学期) 课程名称：结构力学 论文题目: 浅谈位移法 任课教师： 姓名: 班级： 学号： 2０17 年 1 月 1

日 浅谈位移法 摘要位移法是超静定结构分析的基本方法之一，也称变位法或刚度法,通常以结点位移作为基本未知数。位移法有两种计算方式，一种是应用基本结构列出典型方程进行计算,另一种是直接应用转角位移方程建立原结构上某结点或截面的静力平衡方程进行计算。 关键词基本原理典型方程超静定结构 一、简介 位移法以广义位移（线位移和角位移)为未知量，求解固体力学问题的一种方法。位移法的思想是法国的Ｃ.-L.-M.-H.纳维于１82６年提出的。 位移法是解决超静定结构最基本的计算方法,计算时与结构超静定次数关系不大,相较于力法及力矩分配法,其计算过程更加简单，计算结果更加精确,应用的范围也更加广泛，可以应用于有侧移刚架结构的计算。此外，对于结构较为特殊的体系,应用位移法可以很方便地得出弯矩图的形状,位移法不仅适用于超静定结构内力计算，也适用于静定结构内力计算，所以学习和掌握位移法是非常有必要的。 二、计算种类 1.典型方程法 位移法可按两种思路求解结点位移和杆端弯矩:典型方程法和平衡方程法。下面给出典型方程法的解题思路和解题步骤。 1.1位移法典型方程的建立： 欲用位移法求解图a所示结构,先选图b为基本体系。然后,使基本体系发生与原结构相同的结点位移,受相同的荷载，又因原结构中无附加约束，故基本体系的附加约束中的约束反力（矩)必须为零，即:R1=0，R2=０。 而Rｉ是基本体系在结点位移Ｚ1，Z2和荷载共同作用下产生的第i个附加约束中的反力（矩）,按叠加原理Rｉ也等于各个因素分别作用时（如图c,d,e所示）产生的第i个附加约束中的反力(矩)之和。于是得到位移法典型方程：

建筑隔振消能减震技术探析(精)

浅析建筑隔振消能减震技术 1 地震的危害 建筑物除了承受竖向荷载外, 还要承担风和地震水平荷载的作用, 建筑物越高,这个水平荷载效应就越明显。我国 41%的国土、 50%以上的城市位于地震烈度 7度以上的地区, 面临的地震灾害形势非常严峻。地震是人类面临的最严重的突发性的自然灾害之一, 对人民的生命和财产安全造成很大的危害。 1.1 造成大量人员伤亡 1976年唐山发生的 7.8级强烈地震, 顷刻间, 百余万人口工业城市被夷为平地,造成 24.2万人死亡, 16.4万余人重伤。自 1900年有记录以来,我国死于地震的人数达 55万之多,占全球地震死亡人数的 53%。 1.2 破坏人类赖以生存的环境 自我国 1900年有记录以来,地震成灾面积达 30多万平方公里, 房屋倒塌达 700万间。 1.3 冲击人类社会的正常运行秩序和造成大量的经济损失 唐山地震的直接经济损失近百亿元,震后重建投资达百亿元。 1995年,日本阪神地震中经济损失超过 1000亿美元。随着经济的高速发展, 城市化使人口和财富高度密集, 强烈地震造成的伤亡和损失将越来越大, 地震后的修复和城市的复兴就越有难度, 对国家经济发展和社会稳定的冲击也将更为剧烈。 2 传统抗震方法 地震造成的破坏给人类留下的烙印是深刻的。而我们结构工程师 们一直没有停止过对建筑物抗震的研究。建造抗强烈地震的建筑物和构筑物成为建筑工程领域重要的课题。为了抵御地震灾害, 通常的建筑结构设计采用的是

抗震设计,强调的是“ 抗” ,即采用“ 延性结构体系” 适当控制结构物的刚度,但容许结构构件(如梁、柱、墙、节点等等在地震时,进入非弹性状态,并且具有较大的延性,以消耗地震能量,减轻地震反映,使结构物“ 裂而不倒” 。 这种体系在很多情况下是有效的,但也存在很多局限性:首先, 由于结构物的承重构件在地震时进入非弹性状态, 对某些重要的结构物是不容许的(纪念性建筑、装饰昂贵的现代化建筑、原子能发电站等 ;其次,对于一般性建筑,当遭遇超过设防烈度地震时,由于主体结构已发生严重非弹性变形, 在地震后难以修复或在强地震中严重破坏, 甚至倒塌, 其破坏程度难以控制; 再次, 随着地震强度的增大, 结构的断面和配筋都相应增大,造成经济的“ 浪费” 。 3 隔震、消能减震 3.1 隔震与消能减震原理 隔振、减震控制的基本原理是在结构构件之间或建筑物与基础之间设置隔震、减震装置,通过隔震、减震装置的耗能特性,减小振动能量向周围环境的传递,达到减小振动对周围环境影响的目的。 3.2 隔震与减震方法 3.2.1 粘弹性阻尼结构 粘弹性阻尼结构的风洞试验、地震模拟振动台试验及大量的结构分析表明,在结构中安装粘弹性阻尼器可减小风振反应和地震反应 40%~80%,可确保主体结构在强风和强震中的安全性,并使结构在 强风作用下, 结构的舒适度控制在规定的范围内。西雅图哥伦比亚中心大厦起初是因为在风振的影响下,顶部几层有明显的不舒适感,安上粘弹性阻尼器后,不再有不舒适感,效果良好。若采用加大刚度的方法来获得同样的效果, 需要把现有的柱尺寸扩大一倍, 粗算价值约 800万美元,显然采用增加刚度的办法是难以接受的,而采用粘弹性阻尼器所用的试验及安装费用仅 70万美元。在北京的银泰中心也设置了粘滞阻尼器,试验结构证明有很好的减振效果。由此可见,采用粘弹性阻尼器减小建筑的风振或地震效应在经济上是相当可观的。 3.2.2 吸能减震

建筑结构论文

课程名称：建筑结构概论任课教师：黄俐 建筑结构中隔震减震加固技术的应用 —在特大地震后的应用姓名王嘉荣 学号 班级 13级房产4班 专业土管系房地产专业 论文提交时间：2016 年7 月1日 摘要 随着近些年来地震灾害的多发，造成了巨大的人民生命财产损失人们对于建筑结构设计中的抗震的设计，隔震减震措施越来越重视。本文就结合当前的地震灾害的情况，论述建筑结构设计中的隔震减震措施，以及灾后减震加固技术的应用。 关键词隔震消能减震特大地震 1.引言 在过去近十年里，四川汶川地震、青海玉树地震以及世界各地接连不断的地震都给社会造成了巨大的损失，为此在建筑结构中是否充分考虑抗震问题，是否合理运用了相关的减震隔震加固技术对灾后房屋加固也成为事关人民生命财产安全和国家安全的重要问题。建筑结构中的抗震设计尤为重要。隔震和消能减震是建筑结构减轻地震受损的有效技术。又为了适应我国经济发展的需要，有条件的在隔震和消能减震加固技术方面加大投入力度，尽快得到一个能有效降低地震损失的抗震体系，保障人民人身和财产安全。 本文以地震作为一个切入点，以特大地震后国家采取的消能减震加固技术作为实例，来探讨消能减震加固技术在未来建筑结构中隔震减震设计的运用。

2. 消能减震体系和隔震体系概述 一般建筑减震是通过巧妙应用建筑的阻尼与地震能量之间的关系来实施的。建筑的阻尼的增加能够对地震能量起到较大的消耗作用，减震措施止是通过增加建筑的阻尼来实现消耗地震能量的目的，使建筑的主体结构受到地震的破坏得到避免和减轻。关于对消能部件个数的设置、具体位置设置等布置问题，一般需要经过仔细分析和计算。通常在结构的两个主轴方向设置消能构件，能够达到附加两个方向的阻尼及刚度的目的。少数情况在结构变形较大的位置设置消能结构，使整个建筑的阻尼得到均衡，使地震能量被分散，从而提高整个建筑物抗震性能，达到保证建筑物安全的目的。 2.1. 消能减震体系 消能减震设计指在房屋结构中设置特别的机构或效能元件，通过其局部变形提供附加阻尼，以消耗输入上部结构的地震能量，以确保主体结构的安全，进而使主体结构构件在罕见地震中不发生严重破坏。消能减震的目的是提高结构的抗震能力，使建筑在大震下破坏较轻，震后能很快恢复正常使用，遭遇强震时建筑不倒塌。从能量守恒的角度，消能减震的基本原理可以阐述如下，及结构在地震中任意时刻的能量方程： [1] 消能减震方程：Ea Es Ed Er Ein +++= 式中： Ein —地震过程中输入结构体系的地震能量； Er —结构体系地震反应的能量，即结构体系震动的动能和势能； Ed —结构体系自身阻尼消耗的能量（一般不超过5%）； Es —主体结构或承重构件的非弹性变形（或损坏）所消耗的能量； Ea —消能（阻尼）装置或耗能元件耗散或吸收的能量。 消能减震结构中附加的消能减震原件或装置一般统称为消能器。根据消能器耗能机理的不同，可分为位移相关型消能器、速度相关型消能器和其他消能器；位移相关型消能器通常用塑性变形性能好的材料制成，在地震往复作用下通过其良好的塑性滞回消能能力来耗散地震能量，消能器耗散的地震能量与消能器变形量相关；速度相关型消能器通常由粘滞或粘弹性材料制成，在地震往复作用下利用粘滞和粘弹性材料的

浅议高层建筑结构设计中的隔震减震措施 潘克君

浅议高层建筑结构设计中的隔震减震措施潘克君 摘要：地震灾害已经成为当前对于人类生活造成破坏严重性最大的一种地质类 自然灾害，随着建筑行业的不断发展和进步，很多高层建筑拔地而起，对于当代 建筑结构设计中的隔震减震措施也需要提供相应的重视，目前已经逐步通过了各 种结构来增强建筑的隔震减震效果，隔震减震结构是一种能够通过建筑物内部相 关结构吸收地震过程中所产生巨大能量的构造物。 关键词：高层建筑；结构设计；隔震减震 1 抗震技术在高层建筑结构设计中的应用的必要性 我国是世界上地震频发的国家，每年，地震对我国经济造成的损害数以亿计，地震的存在严重威胁到人们的生命安全和财产安全，其破坏的巨大性和不可预测 性给我国的许多建筑物和构筑物造成了巨大的破坏。在国家抗震规范中明确规定：“小震不坏，中震可修，大震不倒”，对于小的地震，要求是在地震中建筑物和构 筑物的不发生破坏，不影响主体结构的受力；对于中型的地震，要求建筑物和构 筑物在地震后能够通过修理可继续使用；对于大型地震，要求建筑物和构筑物在 地震中不倒塌。随着我国在实际工程项目中的不断探索和实践，我国对于抗震已 经积累了丰富的经验，使得在地震中由于建筑物和构筑物的损害造成的人员伤亡 不断减少，对房屋的影响和造成的经济损失也不断减少。尽管我们在控制人员伤 亡方面和控制经济损失上面取得了长足的进展，也反映了我国对于人们的住房结 构设计以生活安全为主要目标的原则，但是由于地震的破坏力和不可预见性，在 地震中还是有许多建筑物和构筑物发生了破坏，使得其不能够再继续使用，造成 了较大的经济损失。在此背景下，进一步优化建筑物的抗震设计，避免人员伤亡 和保护房屋建筑已成为亟待解决的问题，同时也是建筑设计单位必须考虑的问题。房屋结构作为住宅建设中最关键的部分，合理的设计可以保证房屋的安全系数， 从而提高整个工程的质量。大多数房屋在设计时遵循“经济、实用、安全”的原则，还要以抗震设计原则为依据，结合瞬变地震本身的特点和不确定性，确保安全和 设计思路，以应对自然灾害。 2建筑结构隔震减震介绍 建筑物内部的阻尼大小有利于地震能量消耗。而减震措施恰好利用这一点， 借助建筑阻尼增加吸取地震能量，以此来维护主体结构，降低震害。隔震技术被 广泛应用到高层建筑中，特别是汶川地震后涌现出较多的隔震建筑。因隔震设计 选取的材料和以往设计存在差异，和传统抗震设计对比，当前的隔震设计，特别 是高层隔震设计具有一定难度。隔震措施存在时间限制，不仅能应用到新建结构，而且在建筑物建成后可通过阻尼增加来实现减震。从适用部位层面而言，减震措 施较为广泛，无论是上部结构，还是隔震夹层均适用。而消能减震技术利用消能 减震装置配设来提高结构阻尼比，进而防控结构变形问题，借助附加装置来吸取 地震能量，实现主体结构的全面防护，让主体结构遭受地震灾害时不会出现严重 破坏。依照数据统计可知，消能减震结构能够显著增强抗震性能。另外，抗震构 造还能够依据未采用消能减震之前的结构来降低。 3 隔震措施 3.1 隔震构造措施 隔震结构在地震时会发生较大的水平位移，为保证隔震层在罕遇地震下具有 发生较大变形的能力，设计时在上部结构的周边设置竖向隔离缝，缝宽取为

浅谈建筑结构的隔震减震技术

高层建筑结构隔震减震技术研究 焦涛 南京理工大学理学院土木工程系 摘要近年来高层建筑隔震减震技术理论和应用进展,主要包括隔震技术措施与减震技术措施，并分析了在隔震减震技术研究与应用中所存在的问题。 关键词高层建筑结构；隔震；减震；耗能装置 1 引言 地震是一种多发自然灾害。据统计，世界上平均每年发生造成严重破坏的地震约18次，每年平均有10000人死于地震中。我国是世界上地震多发的国家之一，发生过破坏性地震的城市占全国城市总数的10%以上，给人民的生命财产和国民经济造成了巨大的损失。地震引起地面剧烈的颠簸和摇晃对房屋建筑特别是高层建筑会产生毁灭性的破坏。目前，城市建筑都朝着中高层建筑发展。因此，如何减少地震对高层建筑的影响是目前房建设计与施工所面临的一个重要问题。为防止地震对建筑的危害，传统的方法是采用抗震结构体系，依靠结构的承载力和变形能力，来耗散地震能量，使结构免于倒塌。但由于它是一种“被动防震”法，不免存在很多不足之处： 1. 由于地震的不确定性，实际地震力有时超出设计地震力较多，从而使地震设计失效； 2.地震力不是常值，它是随结构承载力和刚度的增大而加大，在高烈度区，单靠结构的承载力和刚度来抵御地震是不经济的； 3.结构破坏后，不但造成重大经济损失，而且修复工作十分困难； 4.随着生产、办公、生活的日益现代化，楼内的仪器设备的价值有时远远大于建筑物本身的造价，良好的抗震设计即使保住了建筑物本身，但剧烈的震动使仪器设备中断工作，甚至遭到破坏[1]。 建筑隔震减震技术作为一种新型的抗震防灾技术能大大提高高层建筑的抗震能力，已经在1994年美国圣费南尔多地震、1995年日本阪神地震中得到验证，并且表现出了良好的效

结构动力学论文

浅议“动力有限元法” 摘要：有限元法是目前应用最为广泛的一种离散化数值方法，其基本思想就是人为地将连续体结构分为有限个单元,规定每个单元所共有的一组变形形式，称之为单元位移模式或插值函数。该方法在工程中有着广泛的应用，比如：桥梁，建筑上部和建筑基础等。 关键词：有限元；动力；位移 Abstract: Finite element method is currently the most widely used as a discrete numerical method. Its basic idea is going to artificially continuum structure which is divided into a finite number of units. Each unit provids common to a group of deformed form, which is known as an unit displacement mode or interpolation function. This method works with a wide range of applications. Example: bridges, buildings and construction base and so on. Key words: Finite element; Force;Displacement 1 动力有限元法基本过程 有限元法是目前应用最为广泛的一种离散化数值方法，其基本思想就是人为地将连续体结构分为有限个单元,规定每个单元所共有的一组变形形式，称之为单元位移模式或插值函数[1]。动力学的有限元法同静力学问题, 是把物体离散为有限个单元体, 考虑单元的惯性力和阻尼力等动力因素的特性。在运动物体单位体积上作用的体力可以用下式表达: {}{}δδδνδρt t a -=22a - } Ps { P} { (1-1) 式中 {Ps}——静力; {δ}——位移; {}δρ22 a t a ——惯性力; {}δδδνt ——阻尼力。 用有限单元法求解动力问题的位移模式: {}e δ ] [N f} {= (1-2) 式中 [N]——形函数矩阵; {}e δ——单元节点位移矩阵。

建筑结构隔震减震措施分析

建筑结构隔震减震措施分析 发表时间：2019-08-22T17:43:24.237Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年10期作者：陈彧 [导读] 高层建筑是超高层建筑作为建筑行业发展的主流，在提升城市土地资源利用效率的同时，也对新时期建筑结构隔震减震提出了更高的要求。 昆明市建设工程质量安全监督管理总站 摘要：高层建筑是超高层建筑作为建筑行业发展的主流，在提升城市土地资源利用效率的同时，也对新时期建筑结构隔震减震提出了更高的要求。建筑结构设计中，优化设计结构可以有效吸收地震产生的能量，减少对建筑结构耐久性和稳定性带来的影响，维护人们生命财产安全。本文就建筑结构隔震减震展开分析，立足实际情况，优化建筑结构设计思路，提出切实可行的隔震减震措施。 关键词：隔震减震；建筑结构；支撑体系；基础隔震 建筑行业蓬勃发展下，建筑工程规模不断扩大，大量新式建筑涌现，对于新时期的建筑结构设计提出了更高的要求。尤其是近些年来屡屡出现的地震灾害，造成了严重的经济损失和人员伤亡。故此，在建筑结构抗震设计中，选择合理的隔震减震措施，有助于维护建筑结构稳定性和安全性，打造高质量的建筑工程项目。综合分析建筑结构隔震减震相关内容，及时改进其中的问题，寻求合理措施改革予以实践，为后续建筑行业发展奠定基础。 一、建筑结构设计中的隔震减震问题 纵观当前建筑行业发展现状，尽管建筑行业取得了可观的经济效益，但是受到客观因素影响，在隔震减震设计中存在很多不足，具体表现在以下几个方面。 （一）抗震墙影响抗震性能 在建筑结构隔震减震设计中，抗震墙的设置十分重要，需要分散设置，避免在建筑周围布设，这就地震事故发生时，抗震墙会承受较大的倾覆力，对支座拉力的负面影响较大[1]。受力较大区域，设置抗震减震支座，间距在2m以上，如果未达到2m，建筑结构会长期处于超负荷状态，影响到建筑结构稳定性。尤其是高层建筑和超高层建筑，楼层较高，通过隔震减震支座产生较大的拉应力，不仅影响到建筑整体隔震减震效果，建筑的整体水平变形能力随之下降。 （二）建筑物走向影响抗震性能 地震是一种危害较大的自然灾害，是由于地壳运动导致，一旦爆发将会破坏建筑结构，威胁到人们的生命财产安全。所以，在建筑结构设计中，应该综合考量地质结构特点，确定地震中房屋震动方向，确保建筑物走向和震向保持平行状态。如果建筑物选址和震向平行，在发生地震时域建筑性产生较大的震动。 （三）建筑结构的选择 建筑结构隔震减震设计较为复杂，涉及到众多内容，以往主要是意义剪切框架结构为主，而高层建筑则采用橡胶支座隔震减震，提升框架整体避震能力。 二、建筑结构中的隔震减震措施 （一）优化建筑物走向 在建筑结构的隔震减震设计中，需要设计人员正确看待地震对建筑结构的影响。发生地震后，房屋建筑结构可能受到损坏发生崩塌，垂直于震向的建筑物结构稳定，不容易倒塌[2]。通过长期实践研究可以了解到，对于与震向平行的建筑物，倒塌率较高；与震向平行的建筑物容易倒塌，在地震发生时运动幅度较大。故此，建筑物结构设计中，需要综合考量地质条件，避免建筑物和震向平行，保持垂直状态。 （二）无粘结制成体系 在建筑结构设计中，无粘结支撑体系稳定性较为突出，内核钢支撑与钢管之间涂抹无粘结漆，属于可滑移的界面，构建无粘结支撑体系，在建筑物结构中应用效果较为突出。外包层支撑中段，内核钢支撑露出支撑两端位置，使用高强度螺栓连接，这样可以将拉力和应力在内核钢支撑中集中[3]。为了可以满足各层之间的滑动需要，规避内核钢支撑变形，应该选择合适的材料和几何尺寸，优化设计和施工。这样在发生地震时，通过内外钢密切配合，消耗地震能量。但是，此种设计对部件计算精准度要求较高，内钢承受了建筑物大部分的重量，需要外钢配合，规避内钢变形。 （三）跷动震动控制 跷动减震方式在实际应用中，下部基础和结构中地震力较大的支撑部件连接不牢固，或是上部结构和下部基础竖向连接不牢固，受到地震作用下，建筑物在竖向形成拔力[4]。 三、建筑结构中的隔震减震措施 （一）建筑结构的隔震措施 在建筑结构隔震减震设计中，隔震措施较为多样，需要充分契合工工程项目实际情况来选择最佳的隔震措施，提升隔震效果。通常情况下，在隔震设计中将多种隔震措施整合在一起，契合不同地质地貌选择隔震措施，主要表现在以下几点。 （1）特殊材料地基隔震。在建筑工程中，地基作为工程的基础部分，同时也是地震发生时最为直接的接触环节，承受地震力影响较大。以往建筑设计中，地基主要是采用粘土或是砂子制作，或是在建筑基础部分交替铺设。为了最大程度上降低地震对建筑地基带来的损害，使用沥青为主制成的隔震材料，可以有效提升隔震效果，适合高层建筑和超高层建筑中应用。 （2）基础隔震。基础隔震在基础和上部建筑逐渐设置隔震装置，在地震发生时，减少地震波向上层建筑的传递。但是，在具体施工中此种方式存在很大的局限性，更是个一些多层建筑，高层建筑采用这一措施隔震效果较差，不仅会延长建筑物自震周期，还会对地基带来更大的竖向作用力，影响到建筑物整体抗震能性能[5]。 （3）结构悬挂隔震。结构悬挂隔震，将建筑多数结构悬挂起来，即便发生地震也不会对悬挂部分结构产生强烈冲击，最大程度上降低