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

一个部分都有可能造成抗震设计的失败。

二、结构动力学的特征

在结构动力中，通常会伴随时间的推移而变化。由于反应时间以及荷载发生变化，其动力问题也会随之发生变化，而静力问题则较为单一，是属于恒定的，其解十分单一，必须建立在相应于反应过程全部感兴趣时间的一系列解答；在结构静力学问题和动力学问题中，二者的区别是非常明显的，而特征都是抵抗结构加速度及惯性力。通常而言，如果惯性力是结构内部弹性力所平衡的全部外荷载的一个组成部分，那么在考虑问题时，首先需要考虑的问题就是动力特性。同时，如果运动的速度较慢，以至于惯性力不会带来影响时，则荷载和反应可能随时间的变化而产生变化，但是不管是分析哪一个瞬间的影响，任然可以选择用结构静力分析方法来进行解答。

三、结构动力学在隔震减震的应用

在一套减震系统中，其中最为重要的设计原理就是提升系统的阻力和降低系统的固有频率以此来降低结构的加速度反应，进而从本质上降低结构的地震内力，但是，该设计方式的弊端还是非常明显的，具有明显的局限性，主要表现在此方法适合在高层建筑中使用，在软弱地基中不适合使用。在这种背景下，相关的研究得出了一种新的减震装置，可以控制结构地震的反应。

耗能减震应用和原理。在发生地震时，地面会发生运动进而引起结构发生反应，结构会在这个过程中吸收许多的地震能量，而能量要想分散，必须要进行转换才可以完成。在传统的抗震系统中，其建筑

的主体结构容易在地震中遭到损毁，而在发生损毁时实际上就是能量转化的过程中，而建筑主体损坏就是地震能量转化的结果。

从能量的角度来看，地震输入给结构的能量Et是不变的，所以，耗能装置消耗的能量越多，那么结构自身所需要消耗的能量就会减弱，也就有效的降低了结构地震所带来的反应。同时从动力学的角度来看，实际上耗能装置的作用就是提升了结构的阻力，在增大结构阻力以后，那么就有效的降低了地震给结构带来的反应。在小地震或者风的作用下，耗能装置应该具备一定的刚度，从而保证结构的使用性，在发生大地震时，耗能装置通常需要先进入非弹性状态，将地震给结构带来的能量进行大量的消耗。

四、结构动力学在隔震减震中的原理

在一个建筑结构中，一旦受到外力的影响，那么结构会发生破坏或者引起结构疲劳，严重的会造成建筑结构变形或者倒塌，同时在这个过程中会产生噪音，在经历了振动以后，相关的机构部件会受到影响，建筑的寿命也会受到影响。

通常来说，现在的隔震设计基本上都是在地面以上的部分选择一个恰当的位置设置隔震层，让表面建筑和地基之间通过隔震层有效的隔开，进而降低在地震发生时给地面建筑物带来的能量传递。大量的试验研究显示，只要结构隔震设计较为科学，通常可以有效的降低地震带来的能量反应的百分之六十上下，进而大大的降低地震给建筑结构带来的影响，提升建筑本身的抗震能力，保证使用者的生命财产安全。

实际上，结构在自由振动时有衰减现象，振动的幅度会伴随着时间逐渐减小，在最后逐渐停止，在遭受大的地震能量影响时，外部荷载必须对内部结构持续的做功，才能保证振动幅度一直持续。上述研究都充分的说明在振动的过程中，伴随着时间的推移振动幅度会逐渐的消失。而这种能量逐渐的消失实际上就是振动减弱的最直接的表现，同时也称之为阻力。在进行动力计算时，需要先建立结构的振动方程，为了有效的反映振动时的能量变化情况，在建立方程的过程中，需要引入一个造成能量耗散的阻力。

在振动过程中，阻力的来源是多方面的，比如：在振动过程中，不同材料之间产生的摩擦、主体部件之间产生的摩擦、周边介质带来的阻力等等。同时，影响阻力的因素也是多方面的，要找出一种科学有效的并且可以反映不同结构中阻力作用的理论是非常困难的，所以，在当前采用较多的就是比较简化的阻力模型。

五、总结

综上所述，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。因此，需要将结构动力学的基本方法和原理，应用于建筑物的设计过程中，以得到隔震减震的目的。

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