建筑结构抗震分析与减震控制学习心得

第一篇：建筑结构抗震分析与减震控制学习心得

建筑结构抗震分析与减震控制学习心得

这学期通过十二周的学习，对于建筑结构抗震分析与减震控制这门课有了更深的认识，对于抗震和减震有了更深入的了解，下面就此这门课的学习心得做一下叙述。

地震是一种突发性的自然灾害，强烈地震在瞬间就能对地面建筑造成严重破坏。我国是一个多地震的国家，地震分布区较广，历次地震表明，地震对人民生命财产造成的损失是巨大的。但是由于以前学习的课程涉及到地震问题很少，所以对于地震问题认识不足。

为了预防地震灾害，减轻地震损失，众多的学者对于建筑结构抗震及减震控制进行了一些列的研究，逐渐的形成了结构抗震分析理论及结构减震控制理论。结构抗震是目前建筑工程必须解决的问题之一，衡量一个建筑结构是否具有生命力，抗震能力是一个重要指标，但是历次地震表明，结构抗震理论存在着明显的缺陷，主要表现在结构在大震作用下仅能保证不发生倒塌，但是破坏非常严重，这对于较高要求的建筑是难以满足需要的由此提出了结构减震概念来解决问题。它是通过调整结构自振周期，或者增大结构阻尼，或者施加外力作用以大大减小结构地震反应，确保结构本身及结构中人、设备、仪器、装修的安全并能处于正常使用状态，从而产生了隔震体系、消能减震体系、被动调谐减震体系、主动控制体系等。通过学习之后，感觉这本书还是有很多的特点:为结构抗震及减震控制研究提供理论工具，同时注意理论与实践结合；逻辑性很强，大量采用数学、力学原理；通过经验总结，吸收了国内外最新研究成果。

这门课程的学习，主要是领会到了两个方面的知识，一是结构抗震分析理论，包括扭转耦联振型分解反应谱法、时程分析法、静力弹塑性分析、弹性结构随机振动分析、结构延性分析五部分。作者结合自己的研究成果，详细阐述了结构抗震理论的一些重要内容，如梁、柱、墙及连梁单元刚度矩阵的建立，结构弹性及弹塑性刚度矩阵建立，结构延性分析中剪切变形的影响以及结构抗震能力评估等。扭转藕联振型分解反应谱法又包括刚度中心与质量中心，单层偏心结构的振动多层偏心结构的振动，偏心结构的地震作用，结构时程分析主要概括构件恢复力模型结构时程分析模型和刚度矩阵、质量矩阵、阻尼矩阵，地震波的选取与调整，恢复力模型临界点的判别；结构的静力分析主要是荷载模式和二次矩的影响考虑；弹性随机振动分析主要是随机过程的数字特征、性质，单自由度线性弹性体系的随机地震分析，地面运动加速度谱密度，多自由度线弹性体系随机地震分析；结构延性部分介绍的是单调荷载作用下的延性，材料截面的变形性能以及各个构件之间的关系，还有就是抗震能力评估。第二就是结构减震控制理论，主要包括结构隔震反应分析、结构消能与被动调谐减震分析、结构主动控制等。作者结合自己的研究成果，介绍了结构减震控制的基本原理和分析方法，提出了隔震反应谱，给出了隔震结构、消能减震结构、被动调谐减震结构的实用计算方法，另外作者在结构主动控制分析中，提出了能同时控制结构位移、速度、加速度的线性最优控制算法和瞬时最优控制算法。；在结构隔震分析中，有夹层橡胶垫的力学性能分析，隔震结构动力分析模型及振东方程，单自由度体系隔震效果分析，多自由度隔震结构振动方程的求解，隔震结构的实际计算；结构消能与被动调谐减震分析有消能减震的能量原理、分类以及优越性，结构消能减震机理，消能减震结构分析方法，减震耗能装置的恢复力模型，结构被动调谐减震控制，单质点结构直接承受简谐的减震控制原理，单质点体系基底受地震激励的调谐减震控制，多质点体系基底受地震激励的调谐减震控制，多质点调谐减震结构地震作用的实用计算，结构主动控制主要有主动控制系统的构成，主动控制的减震机理，最优控制算法。通过这些内容的学习，逐渐的形成了结构抗震分析理论及结构减震控制理论。再加上，老师在授课的时候结合自己的工程实践例子给我们讲解，使得我们对于知识的理解和学习层次分明、由浅入深、重点突出，采用大量的数学、力学原理，阐述结构抗震分析的基本理论，通过基本原理再去介绍结构减震控制的基本原理，再通过总结，对于微分形式进行改进。

在学习的工程中也学到了一些知识的更新，知识的积累，例如有一部分的内容，隔震结构与传统结构的抗震结构相比的特点：提高结构地震安全性和舒适感，一般基底隔震结构的加速度反应是传统抗震结构的四分之一到十二分之一；大大减小了结构的破坏程度，在中、小地震作用下，隔震结构基本没有损坏，仍处于弹性状态，罕遇地震作用下，隔震结构一般仅发生在部分破坏，不至倒塌；降低房屋结构造价，虽然隔震装置增加约百分之五造价，但是由于地震时上部结构的地震作用大大降低，使得上部结构截面及配筋减少，构造措施施工简单，隔震结构总造价仍可降低。统计表明，7度区可节省1%~3%，8度区可节省5%~15%，9度区可节省10%~20%；可保持仪器设备的正常使用。

通过学习这门课程，确实对于结构的抗震分析和减震控制有了比较深刻的认识，对于结构的设计有了关于抗震和减震的思维，为以后的学习方向和工作做了铺垫。

第二篇：提高建筑结构抗震设计的措施

提高建筑结构抗震性能的措施

摘要：随着社会的发展和科学技术的进步，建筑抗震设防已是工程结构设计面临的迫切任务，建筑结构设计人员为防止、减少地震给建筑造成的危害，就需要分析研究如何合理地提高结构的抗震性能。从目前抗震设计现状出发，找出结构安全与经济合理的最佳结合点，找出合理有效的抗震设计方法。

一、建筑结构抗震性能的影响因素

1.1 建造场地的选址不正确

当建筑物的建造场地在软土、液化土等土壤分布不均等 场地时，在地震发生时可能会导致建筑物的崩塌和下陷，这 是由于地基内土壤存在软弱粘性的土壤和不均匀的土层造成 的，特别是在填土的区域，特别是在建筑物建设时如果无法 避开土地和地形地势的影响，应该对地基进行加固处理和建 筑结构的合理设计。1.2 建筑物结构设计不科学

当发生较大的地震灾害时，建筑结构的延性能力的性能十分重要，某种程度上来说，建筑结构构件的延性能力能够产生更大的抗震能力。建筑结构的延性能力主要是通过破坏部分次要的建筑构件来减轻地震对整个建筑结构所造成的破坏，达到对建筑物整体的保护作用。延性构件能够很好的在地震发生时产生非弹性的形变，最大限度地将地震能力转移至自身，其抗震性能和产生的作用甚至高于建筑结构的抗震强度，但是在对于建筑延性构件的设计上往往存在很多的问题。在地震灾害发生时，以钢筋混凝土为主的框架梁往往会最先出现形变，在对建筑起支撑作用的支柱变形出现稍晚。如果在延性框架上的设计缺乏合理，没有正确的选择一个可以受到强力作用的形变构件，建筑结构延性构件还没有发挥其延性就遭到破坏，没有一定的消耗地震发生对建筑结构产生的破坏力，那么就无法保证框架的对地震能量的消耗，从而对建筑结构造成破坏。

二、提高建筑结构抗震性能的措施 2.1建筑场地的选取

建筑地形以及建筑物地处的地质情况，将直接影响建筑抗震性能。因此，抗震规范明确规定建筑物应尽可能避开对建筑抗震不利的地段如：断层错动、河岸滑坡、地层陷落等，任何情况下均不得在抗震危险地段上建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的建筑物。因此，在进行建筑选址时，应进行详细勘察、搞清地形、地质情况。2.2建筑主体结构设计的合理性

建筑物自身的结构设计是直接影响到建筑物的抗震性能。从工程实践结果表明，对于复杂的平面布置，建筑物会出现质心与刚心不重合，在地震作用下结构将会产生较大的扭转效应，从而加剧地震的破坏作用。对于结构设计人员来说，所设计的结构应当遵循形状规则和简单、结构对称，而且结构应当满足竖向均匀性原则，从而可以有利于降低扭转力、非结构构件能保持稳定的工作状态、降低材料的耗用。结构抗震设计中，要求结构平面布置尽可能地使结构的刚心和质心相一致。在建筑立面上应尽可能的降低结构重心，避免头重脚轻，出现结构薄弱连接、刚度突变，受鞭梢效应，致使在地震时发生倾倒。

2.3建筑施工材料选取以及质量

建筑物在地震时所受到的地震作用与结构刚度成正比，即质量越大的结构构件，其将受到的地震影响力也就越大。因此在进行建筑物构件选材时，在保证建筑安全性的同时，为改善建筑的抗震性能，应尽可能的减少建筑结构的整体质量。2.4设置多道设防的抗震结构体系

抗震建筑结构体系应根据建筑物的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素，经过技术、经济条件比较综合确定。首先宜有多道抗震防线，应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构体系丧失抗震能力或对重力荷载的承裁能力。多道抗震防线，是指在一个抗震结构体系中，一部分延性好的构件在地震作用下，首先达到屈服，充分发挥其吸收和耗散地震能量的作用，即担负起第一道抗震防线的作用，其他构件则在第一道抗震防线屈服后才依次屈服，从而形成第二、第三或更多道抗震防线，这样的结构体系对保证结构的抗震安全性是非常有效的。2.5保证结构的延性抗震能力

合理选择了建筑结构后，就需要通过抗震措施来保证结构确实具有所需的延性抗震能力从而保证结构在中震、大震下实现抗震设防目标，系统的抗震措施包括以下几个方面内容。强柱弱梁：人为增大柱相对于梁的抗弯能力，使钢筋混凝土框架在大震下，梁端塑性铰出现较早，在达到最大非线性位移时塑性转动较大；而柱端塑性铰出现较晚，在达到最大非线性位移时塑性转动较小，甚至根本不出现塑性铰。从而保证框架具有一个较为稳定的塑性耗能机构和较大的塑性耗能能力。强剪弱弯：剪切破坏基本上没有延性，一旦某部位发生剪切破坏，该部位就将彻底退出结构抗震能力对于柱端的剪切破坏还可能导致结构的局部或整体倒塌。因此可以人为增大柱端、梁端、节点的组合剪力值，使结构能在大震下的交替非弹性变形中其任何构件都不会先发生剪切破坏。

三、建筑结构性能抗震设计

采用合理的抗震性能目标和合理的结构措施进行抗震设计。除了抗震设计方法，基于性能的抗震设计理论还包括目标性能的确定，它是整个设计的基础和关键，主要包括以下三个方面：

3.1地震设防水准

在设计基准期内，定义一组参照的地震风险和相应的设计水平，是基于性能设计理论的一个重要目标。基于性能的设计理论应追求能控制结构可能发生的所有地震波谱的破坏水准，为此，需要根据不同重现期选择所有可能发生的对应于不同等级的地震动参数的波谱，这些具体的地震动参数称为地震设防水准，分为常遇、偶遇、罕遇和稀遇地震，并给出了其重现期和超越概率。

3.2结构的性能水平及其量化指标

结构的抗震性能水平表示结构在特定的某一地震水准下一种有限程度的破坏，包括结构和非结构构件破坏以及因它们破坏引起的后果主要用结构易损性、结构功能性和人员安全性来表达。按照不同的地震动水平，结构的性能水准可分为四级，即功能完好、功能连续、控制破坏与损失、保证安全。其中，简化的三级性能水准，即可继续使用、修复后可再使用保证安全。

3.3抗震设计的目标性能

结构的抗震设计的目标性能是针对某一地震设防水准而期望达的抗震性能等级，抗震设计目标性能的建立需要综合考虑场地特征、结构功能与重要性、投资与效益、震后损失与恢复重建、潜在的历史或文化价值、社会效益及业主的承受能力等诸多因素。我国抗震规范的目标性能实际是：小震不坏，中震可修，大震不倒。

四、各种结构类型建筑物抗震设计 4.1砌体结构抗震设计

砌体结构由于其取材容易，而且其工程成本较低，也是我国农村建筑的主要结构类型之一。但鉴于砌体结构中，砌体自身的的抗拉、抗弯以及抗剪强度较多，因此结构自身的整体性较差而造成砌体结构的抗震性能并不优越。从建筑物震害情况表明，砌体结构在地震中的破坏性较为广泛。对于砌体结构的抗震设计来说，由于结构形式不合理、抗震措施不足、施工质量没有保障等都是导致砌体结构抗震性能较差的主要因素 4.2框架结构抗震设计

框架结构由梁和柱以刚接或铰接相连接而构成承重体系的结构。其在地震中主要表现的震害现象为：柱端出铰、柱端剪切破坏、节点的破坏。而框架柱的破坏是致使了建筑物的局部或整体倒塌的关键所在。从钢筋混凝土柱的破坏位置方面看，典型破坏位置有：柱顶破坏、柱中部破坏、柱底破坏、短柱破坏、柱梁节点处破坏。为此对于框架结构的抗震设计，应当严格控制其抗震设计理念：“强柱弱梁、强节点弱构件，强剪弱弯”。

4.3非结构构件的设计

在结构抗震设计中，不考虑承重以及风，地震等侧向力载的构件称为非结构构件，如框架填充墙、围护墙、楼梯等。但这些非结构构件在地震中却较易出现倒塌现象，为有效地避免这些非结构构件在地震中产生的不利倒塌，非结构构件应该和主体结构有可靠的连接和锚固。高烈度区建筑结构震害多以房屋严重破坏和倒塌为主，作为围护结构的墙体也不可避免随主体结构垮塌或发生严重损坏。我们如若进行一些必要的构造设计、概念设计、增强结构可靠度等即可加强非结构构件和主体的连接，有效地提高建筑结构抗震性能。

结束语：

抗震设计已经成为建筑物结构设计中重点考虑的环节，通过对建筑结构的抗震设计，可合理有效地使建筑结构达到最佳安全状态。在合理确定结构型式和体系后，结构的布置就成为建筑抗震的重要问题，所以一定要做好结构方案，做好抗震设计。

第三篇：建筑结构抗震设计课后习题答案

武汉理工大学《建筑结构抗震设计》复试

第1章 绪论

1、震级和烈度有什么区别和联系？

震级是表示地震大小的一种度量，只跟地震释放能量的多少有关，而烈度则表示某一区域的地表和建筑物受一次地震影响的平均强烈的程度。烈度不仅跟震级有关，同时还跟震源深度、距离震中的远近以及地震波通过的介质条件等多种因素有关。一次地震只有一个震级，但不同的地点有不同的烈度。

2.如何考虑不同类型建筑的抗震设防？ 规范将建筑物按其用途分为四类：

甲类（特殊设防类）、乙类（重点设防类）、丙类（标准设防类）、丁类（适度设防类）。1）标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用，达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。2）重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。3）特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。4）适度设防类，允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施，但抗震设防烈度为6度时不应降低。一般情况下，仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。

3.怎样理解小震、中震与大震？

小震就是发生机会较多的地震，50年年限，被超越概率为63.2%； 中震，10%； 大震是罕遇的地震，2%。

4、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系？

建筑抗震设计包括三个层次：概念设计、抗震计算、构造措施。概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则；抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段；构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。他们是一个不可割裂的整体。5.试讨论结构延性与结构抗震的内在联系。

延性设计：通过适当控制结构物的刚度与强度，使结构构件在强烈地震时进入非弹性状态后仍具有较大的延性，从而可以通过塑性变形吸收更多地震输入能量，使结构物至少保证至少“坏而不倒”。延性越好,抗震越好.在设计中，可以通过构造措施和耗能手段来增强结构与构件的延性，提高抗震性能。

第2章 场地与地基

1、场地土的固有周期和地震动的卓越周期有何区别和联系？

由于地震动的周期成分很多，而仅与场地固有周期T接近的周期成分被较大的放大，因此场地固有周期T也将是地面运动的主要周期，称之为地震动的卓越周期。

2、为什么地基的抗震承载力大于静承载力？

地震作用下只考虑地基土的弹性变形而不考虑永久变形。地震作用仅是附加于原有静荷载上 的一种动力作用，并且作用时间短，只能使土层产生弹性变形而来不及发生永久变形，其结果是地震作用下的地基变形要比相同静荷载下的地基变形小得多。因此，从地基变形的角度来说，地震作用下地基土的承载力要比静荷载下的静承载力大。另外这是考虑了地基土在有限次循环动力作用下强度一般较静强度提高和在地震作用下结构可靠度容许有一定程度降低这两个因素。

3、影响土层液化的主要因素是什么？ ⑴土的类型、级配和密实程度

⑵土的初始应力状态（地震作用时，土中孔隙水压力等于固结水压力是产生土体液化的必要条件）

⑶震动的特性（地震的强度和持续时间）⑷先期振动历史

或者：土层地质年代；土的颗粒组成及密实程度；埋置深度、地下水；地震烈度和持续时间。

第3章 结构地震反应分析与抗震计算

1、结构抗震设计计算有几种方法？各种方法在什么情况下采用？ 底部剪力法、振型分解反应谱法、时程分析法、静力弹塑性法

⑴高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法。⑵除⑴外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法。

⑶特别不规则的建筑、甲类建筑和表3—10所列高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

2.什么是地震作用？什么是地震反应？ 地震作用：结构所受最大的地震惯性力；

地震反应：由地震动引起的结构内力、变形、位移及结构运动速度与加速度等统称为结构地震反应。是地震动通过结构惯性引起的。

3、什么是地震反应谱？什么是设计反应谱？它们有何关系？

地震反应谱：为便于求地震作用，将单自由度体系的地震最大绝对加速度、速度和位移与其自振周期T的关系定义为地震反应谱。

设计反应谱：地震反应谱是根据已发生的地震地面运动记录计算得到的，而工程结构抗震设计需考虑的是将来发生的地震对结构造成的影响。工程结构抗震设计不能采用某一确定地震记录的反应谱，考虑到地震的随机性、复杂性，确定一条供设计之用的反应谱，称之为设计反应谱。

设计抗震反应谱和实际地震反应谱是不同的，实际地震反应谱能够具体反映1次地震动过程的频谱特性，而抗震设计反应谱是从工程设计的角度，在总体上把握具有某一类特征的地震动特性。地震反应谱为设计反应谱提供设计依据。

4、计算地震作用时结构的质量或重力荷载应怎样取？

质量：连续化描述（分布质量）、集中化描述（集中质量）； 进行结构抗震设计时，所考虑的重力荷载，称为重力荷载代表值。结构的重力荷载分恒载（自重）和活载（可变荷载）两种。活载的变异性较大，我国荷载规范规定的活载标准值是按50年最大活载的平均值加0.5～1.5倍的均方差确定的，地震发生时，活载不一定达到标准值的水平，一般小于标准值，因此计算重力荷载代表值时可对活载折减。抗震规范规定：

GEDkiLki。

gxmax5、什么是地震系数和地震影响系数？它们有什么关系? FmggSa(T)Gk(T)gxmax„„（3-41）

其中kgxmaxg—地震系数，通过地震系数可将地震动振幅对地震反应谱的影响分离出来，是确定地震烈度的一个定量指标。(T)—动力系数。

(T)k(T)

α为地震影响系数，是多次地震作用下不同周期T，相同阻尼比ζ的理想简化的单质点体系的结构加速度反应与重力加速度之比。

6、为什么软场地的错误！未找到引用源。>硬场地的错误！未找到引用源。？为什么远震错误！未找到引用源。>近震错误！未找到引用源。？

场地特征周期是根据覆盖层厚度d和土层等效剪切波速Vs按公式T＝4d/Vs计算的周期，而软场地的Vs小于硬场地的Vs，远震的Vs小于近震Vs，故之。

7、一般结构应进行哪些抗震验算？以达到什么目的？

为满足“小震不坏 中震可修 大震不倒”的抗震要求，规范规定进行下列内容的抗震验算：

①多遇地震下结构允许弹性变形验算，以防止非结构构件（隔墙、幕墙、建筑装饰等）破坏。②多遇地震下强度验算，以防止结构构件破坏。

③罕遇地震下结构的弹塑性变形验算，以防止结构倒塌。“中震可修”抗震要求，通过构造措施加以保证。

8、结构弹塑性地震位移反应一般应采用什么方法计算？什么结构可采用简化方法计算？

逐步积分法。其简化方法适用于不超过12层且层刚度无突变的钢筋混凝土框架结构和填充墙钢筋混凝土框架结构、不超过20层且层刚度无突变的钢框架结构及单层钢筋混凝土柱厂房。

9、什么是楼层屈服强度系数？怎样计算？

楼层屈服强度系数ξy为按构件实际配筋和材料强度标准值计算的楼层i抗剪承载力和按罕遇地震作用下楼层i弹性地震剪力的比值。ξy计算：y(i)

10、怎样判断结构薄弱层和部位？

对于

Vy(i)。Ve(i)y沿高度分布不均匀的框架结构，在地震作用下一般发生塑性变形集中现象，即塑性变形集中发生在某一或某几个楼层（图3-36），发生的部位为层，称之为结构薄弱层。原因是，y最小或相对较小的楼

y较小的楼层在地震作用下会率先屈服，这些楼层屈后将引起卸载作用，限制地震作用进一步增加，从而保护其他楼层不屈服。

判别：①对于y沿高度分布均匀的框架结构，分析表明，此时一般结构底层的层间变形最大，因而可将底层当做结构薄弱层。②对于y沿高度分布不均匀的框架结构，取该系数最

小的楼层。③对于单层钢筋混凝土柱厂房，薄弱层一般出现在上柱。多层框架结构楼层屈服强度系数y沿高度分布均匀与否，可通过参数a判别。

11、哪些结构需要考虑竖向地震作用？

设防烈度为8度和9度区的大跨度屋盖结构，长悬臂结构，烟囱及类似高耸结构和设防烈度为9度区的高层建筑，应考虑竖向地震作用。

12、为什么抗震设计截面承载力可以提高？

地震作用时间很短，快速加载时，材料强度会有所提高。进行结构抗震设计时，对结构构件承载力加以调整（提高），主要考虑下列因素： ⑴动力荷载下材料强度比静力荷载下高；

⑵地震是偶然作用，结构的抗震可靠度要求可比承受其他荷载的可靠度要求低。

13、进行时程分析时，怎样选用地震波？ P86 最好选用本地历史上的强震记录，如果没有这样的记录，也可选用震中距和场地条件相近的其他地区的强震记录，或选用主要周期接近的场地卓越周期或其反应谱接近当地设计反应谱的人工地震波。

第4章 多层砌体结构抗震

1、怎样理解多层砖房震害的一般规律？

1.刚性楼盖房屋，上层破坏轻、下层破坏重；柔性楼盖房屋，上层破坏重、下层破坏轻； • 2.横墙承重房屋的震害轻于纵墙承重房屋；

• 3.坚实地基上的房屋震害轻于软弱地基和非均匀地基上的震害； • 4.预制楼板结构比现浇楼板结构破坏重； • 5.外廊式房屋往往地震破坏较重；

• 6.房屋两端、转角、楼梯间、附属结构震害较重。

2、怎样考虑多层砌体结构抗震的垂直地震作用？

一般来说，垂直地震作用对多层砌体结构所造成的破坏比例相对较小。P98/

3、在多层砌体中设置圈梁的作用是什么？

①加强纵横墙的连接，加强整个房屋的整体性；②圈梁可箍住楼盖，增强其整 体刚度；③减小墙体的自由长度，增强墙体的稳定性；④可提高房屋的抗剪强 度，约束墙体裂缝的开展；⑤抵抗地基不均匀沉降，减小构造柱计算长度。

4、怎样理解底部框架房屋底部框架设计原则？

因底部刚度小，上部刚度大，竖向刚度急剧变化，抗震性能较差。为了防止底部因变形集中而发生严重的震害，在抗震设计中必须在结构底部加设抗震墙，不得采用纯框架布置。采用两道防线的思想进行设计，即在结构弹性阶段，不考虑框架柱的抗剪贡献，而由抗震墙承担全部纵横向的地震剪力。在结构进入弹塑性阶段后，考虑到抗震墙的损伤，由抗震墙和框架柱共同承担地震剪力。

第5章 钢混结构抗震

1、什么是刚度中心？什么是质量中心？应如何处理好二者的关系？

刚心就是指结构抗侧力构件的中心，也就是各构件的刚度乘以距离除以总的刚度；

质心就是指结构各构件质量的中心；

质心和刚心离的越近越好，最好是重合，否则会产生比较大的扭转反应。因为地震引起的惯性力作用在楼层平面的质量中心，而楼层平面的抗力则作用在其刚度中心，二者的作用线不重合时就会产生扭矩，其值等于二者作用线之间的距离乘以楼层惯性力的值。

2、总水平地震作用在结构中如何分配？其中用到哪些假定？

根据各柱或各榀抗侧力平面结构的抗侧刚度进行地震作用引起的层剪力的分配。假定地震沿结构平面的两个主轴方向作用于结构； 假定楼层屋盖在其平面内的刚度为无穷大。

3、多高层钢筋混凝土结构抗震等级划分的依据是什么？有何意义？

根据烈度、结构类型和房屋高度将抗震等级划分为四级，一级最高。划分的目的是控制钢筋混凝土的等级及用量，造成不必要的浪费和不足。

4、为什么要限制框架柱的轴压比？

当n较小时，为大偏心受压构件，呈延性破坏；当n较大时，为小偏心受压构件，受压边砼先达到极限压应变，呈脆性破坏。并且当轴压比较大时，箍筋对延性的影响变小，为保证地震时柱的延性，故限之。

5、抗震设计为什么要满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱杆件”的原则？如何满足这些原则？

6、框架结构在什么部位应加密箍筋？有何作用？

在梁中有集中荷载的地方，在梁的两端，柱的上下端均需要加密箍筋。

梁端箍筋加密：保证梁端塑性铰区的抗剪强度；约束混凝土以提高梁端塑性铰区的变形能力。柱端箍筋加密：增加柱端截面的抗剪强度；约束混凝土以提高抗剪强度及变形能力；为纵向钢筋提供侧向支撑，防止纵筋压曲。

7、对水平地震作用的弯矩可以调幅吗？为什么？

不应进行调幅,地震作用引起的内力均不应进行调幅。因为调幅后会减小节点和构件的抗剪承载力，不安全。

8、框架节点核心区应满足哪些抗震设计要求？ 1)梁板对节点区的约束作用

2)轴压力对节点区混凝土抗剪强度和节点延性的影响 3)剪压比和配箍率对节点区混凝土抗剪强度的影响 4)梁纵筋滑移对结构延性的影响 5）节点剪力设计值

6）节点受剪承载力的设计要求

9、确定抗震墙等效刚度的原则是什么？其中考虑了哪些因素？

对高层建筑中的剪力墙等构件，通常用位移的大小来间接反映结构刚度的大小。在相同的水平荷载作用下，位移小的结构刚度大；反之位移大的结构刚度小。

如果剪力墙在某一水平荷载作用下的顶点位移为u，而某一竖向悬臂受弯构件在相同的水平荷载作用下也有相同的水平位移u，则可以认为剪力墙与竖向悬臂受弯构件具有相同的刚度，故可采用竖向悬臂受弯构件的刚度作为剪力墙的等效刚度，它综合反映了剪力墙弯曲变形、剪切变形和轴向变形等的影响。

10、分析框架-抗震墙结构时，用到了哪些假定？ 用微分方程法进行近似计算(手算)时的基本假定：(a)不考虑结构的扭转。

(b)楼板在自身平面内的刚度为无限大，各抗侧力单元在水平方向无相对变形。

(c)对抗震墙，只考虑弯曲变形而不计剪切变形;对框架，只考虑整体剪切变形而不计整体弯曲变形(即不计杆件的轴向变形)。

(d)结构的刚度和质量沿高度的分布比较均匀。(e)各量沿房屋高度为连续变化。

第6章 钢结构抗震

1.多高层钢结构梁柱刚性连接断裂破坏的主要原因是什么？

⑴焊缝缺陷⑵三轴应力影响⑶构造缺陷⑷焊缝金属冲击韧性低 2.钢框架柱发生水平断裂破坏的可能原因是什么？

竖向地震使柱中出现动拉力，由于应变速率高，使材料变脆；加上焊缝和截面弯矩与剪力的不利影响，造成柱水平断裂。

3.为什么楼板与钢梁一般应采用栓钉或其他元件连接？

进行多高层钢结构多遇地震作用下的反应分析时，可考虑现浇混凝土楼板与钢梁的共同作用。此时楼板可作为梁翼缘的一部来计算梁的弹性截面特性。故在设计中应保证楼板与钢梁间有可靠的连接措施。

4.为什么进行罕遇地震结构反应分析时，不考虑楼板与钢梁的共同作用？

进行多高层钢结构罕遇地震反应分析时，考虑到此时楼板与梁的连接可能遭到破坏，则不应考虑楼板与梁的共同工作。

5.进行钢框架地震反应分析与进行钢筋混凝土框架地震反应分析相比有何特殊因素要考虑？

相邻楼层质量比、刚度比；

立面收进尺寸的比例；

任意楼层抗侧力构件的总的受剪承载力； 考虑柱的轴向变形；

计入梁柱节点域剪切变形；

高层钢结构的位移影响； 钢框架的长细比和宽厚比。

6.在同样的设防烈度条件下，为什么多高层建筑钢结构的地震作用大于多高层建筑钢筋混凝土结构？ 延性好？

7.对于框架—支撑结构体系，为什么要求框架任一楼层所承担的地震剪力不得小于一定的数值？

钢支撑或混凝土心筒部分的刚度大，可能承担整体结构绝大部分地震作用力。但其延性较差，为发挥钢框架部分延性好的作用，承担起第二道结构抗震防线的责任，要求钢框架的抗震承载力不能太小，故要求框架任一楼层所承担的地震剪力不得小于一定的数值。8.抗震设计时，支撑斜杆的承载力为什么折减？

考虑支撑在地震反复轴力作用下的特征，即：支撑在反复轴力作用下，屈曲荷载逐渐下降，下降的幅度与支撑长细比有关，支撑长细比有关越大下降幅度越大。故折减之，用受循环荷载时的强度降低系数折减。

9.防止框架梁柱连接脆性破坏可采取什么措施？

①严格控制焊接工艺操作，减少焊接缺陷;②焊缝冲击韧性不能过低。③适当加大梁腹板下部的割槽口，提高焊缝质量;④补充腹板与抗剪连接板之间的焊缝;⑤采用梁端加盖板和加腋，或梁柱采用全焊方式来加强连接的强度;⑥利用节点域的塑性变形能力，为此节点域可设计成先于梁端屈服。⑦可利用“强节点弱杆件”的抗震设计概念，将梁端附近截面局部削弱，如梁端狗骨式设。

10.中心支撑钢框架抗震设计应注意哪些问题? 计算地震作用下人行支撑和V型斜杆的内力时地震作用的标准值乘以1.5； 支撑杆件长细比宽厚比； 宜采用双轴对称截面

8度以上抗震结构可采用带有消能装置的中心支撑体系。

11.偏心支撑钢框架抗震设计应注意哪些问题? 偏心支撑框架的抗震设计应保证罕遇地震下结构屈服发生消能梁段上；

消能梁段腹板不得加焊贴板提高其承载力，不得在腹板上开洞；

为保证塑性变形过程中消能梁段的腹板不发生局部屈曲，按规定在梁腹板两侧设置加劲肋； 内力调整；

5层以上结构采用偏心支撑框架时，顶层可不设偏心梁段。

第7章 单厂抗震

1． 单层厂房主要有哪些地震破坏现象？（请简略答）主要是围护结构的破坏。

型天窗是厂房抗震的薄弱部位，震害主要表现为支撑杆件失稳弯曲，支撑与天窗立柱连接节点被拉脱，天窗立柱根部开裂或折断等。屋面板错动滑落，甚至引起屋架的失稳倒塌。

厂房受纵向水平地震作用时的破坏程度重于受横向地震作用时的破坏程度。主要的破坏形式有：(1)天窗两侧竖向支撑斜杆拉断，节点破坏(2)屋面板与屋架的连接焊缝剪断，屋面板从屋架上滑脱坠地。屋架的震害主要是端头混凝土酥裂掉角、支撑大型屋面板的支墩折断、端节间上弦剪断等。（3）屋面的破坏或屋盖的倒塌。柱根处也会发生沿厂房纵向的水平断裂。(4)纵向围护砖墙出现斜裂缝。柱的局部震害则较常见：主要有：（1）上柱柱身变截面处酥裂或折断。（2）柱顶与屋面梁的连接处由于受力复杂易发生剪裂、压酥、拉裂或锚筋拔出、钢筋弯折等震害。（3）由于高振型的影响，高低跨两个屋盖产生相反方向的运动，使中柱柱肩产生竖向拉裂。（4）下柱下部出现横向裂缝或折断，后者会造成倒塌等严重后果。（5）柱间支撑产生压屈。2． 单层厂房质量集中的原则是什么？

房屋的质量一般是分布的。当采用有限自由度模型时，通常需把房屋的质量集中到楼盖或屋盖处；集中质量一般位于屋架下弦（柱顶）处。计算结构的动力特性时，应根据“周期等效”的原则；计算结构的地震作用时，对于排架柱应根据柱底“弯矩相等”的原则，对于刚性剪力墙应根据墙底“剪力相等”的原则，经过换算分析后确定。

3． “无吊车单层厂房有多少不同的屋盖标高，就有多少个集中质量”,这种说法对吗？ 不对。等高排架可简化为单自由度体系。不等高排架，可按不同高度处屋盖的数量和屋盖之间的连接方式，简化成多自由度体系。例如，当屋盖位于两个不同高度处时，可简化为二自由度体系。图7-错误！未找到引用源。示出了在三个高度处有屋盖时的计算简图。应注意的是，在图7-错误！未找到引用源。中，当H1＝H2时，仍为三质点体系。4． 在什么情况下考虑吊车桥架的质量？为什么？ 吊车桥架对排架的自振周期影响很小。因此，在计算自振周期时可不考虑其对质点质量的贡献。这样做一般是偏于安全的。这是因为吊车桥架是局部质量，此局部质量不能有效地对整体结构的动力特性产生可观的影响； 确定厂房的地震作用时，对设有桥式吊车的厂房，除将厂房重力荷载按前述弯矩等效原则集中于屋盖标高处外，还应考虑吊车桥架的重力荷载。因为桥架是个较大的动质量，地震时会引起厂房的强烈的局部震动。

5． 什么情况下可不进行厂房横向和纵向的截面抗震验算？ 按规范规定采取构造措施的单层砖柱厂房，当符合下列条件时，可不进行横向或纵向截面抗震验算：（1）7度I、II类场地，柱顶标高不超过4.5m，且结构单元两端均有山墙的单跨及等高多跨砖柱厂房，可不进行横向和纵向抗震验算。（2）7度I、II类场地，柱顶标高不超过6.6m，两侧设有厚度不小于240mm且开洞截面面积不超过50%的外纵墙、结构单元两端均有山墙的单跨厂房，可不进行纵向抗震验算。

6． 单层厂房横向抗震计算一般采用什么计算模型？

厂房的横向抗震计算应考虑屋盖平面内的变形，按图7-错误！未找到引用源。所示的多质点

空间结构模型计算。按平面排架计算时，应把计算结果乘以调整系数，以考虑空间工作和扭转的影响。

7． 单层厂房横向抗震计算应考虑哪些因素进行内力调整？ 按平面排架计算厂房的横向地震作用时，排架的基本自振周期应考虑纵墙及屋架与柱连接的固结作用；考虑空间工作和扭转影响的内力调整；高低跨交接处上柱地震作用效应的调整； 吊车桥架引起的地震作用效应增大系数。

8． 单层厂房纵向抗震计算有哪些方法？试简述各种方法的步骤与要点。

空间分析法：适用于任何类型的厂房。要点：屋盖模型化为有限刚度的水平剪切梁，各质量均堆聚成质点，堆聚的程度视结构的复杂程度以及需要计算的内容而定。一般需用计算机进行数值计算。同一柱列的柱顶纵向水平位移相同，且仅关心纵向水平位移时，则可对每一纵向柱列只取一个自由度，把厂房连续分布的质量分别按周期等效原则（计算自振周期时）和内力等效原则（计算地震作用时）集中至各柱列柱顶处，并考虑柱、柱间支撑、纵墙等抗侧力构件的纵向刚度和屋盖的弹性变形，形成“并联多质点体系”的简化的空间结构计算模型。步骤：柱列的侧移刚度和屋盖的剪切刚度；结构的自振周期和振型；各阶振型的质点水平地震作用；各阶振型的质点侧移；柱列脱离体上各阶振型的柱顶地震力；各柱列柱顶处的水平地震力。

修正刚度法：此法是把厂房纵向视为一个单自由度体系，求出总地震作用后，再按各柱列的修正刚度，把总地震作用分配到各柱列。此法适用于单跨或等高多跨钢筋混凝土无檩和有檩屋盖厂房。①厂房纵向的基本自振周期；①柱列地震作用的计算；③构件地震作用的计算 柱列法：对纵墙对称布置的单跨厂房和采用轻型屋盖的多跨厂房，可用柱列法计算。此法以跨度中线划界，取各柱列独立进行分析，使计算得到简化。拟能量法：此法适用于不等高的钢筋混凝土弹性屋盖厂房。①基本自振周期的计算②柱列地震作用。

9． 柱列法的适用条件是什么？

当砖柱厂房为纵墙对称布置的单跨厂房或具有轻型屋盖的多跨厂房时，各柱列或具有相同的位移，或相互间联系较弱。这时，可把厂房沿每跨的纵向中线切开，对每个柱列分别进行抗震分析，这种分析方法就称为柱列法。

10.柱列的刚度如何计算？其中用到哪些假定？

柱的纵向侧移刚度，柱间纵墙的纵向侧移刚度与柱间支撑的侧移刚度求和。假定：各杆相交处均为铰接；略去截面应力较小的竖杆和水平杆的变形，只考虑钢斜杆的轴向变形。11.简述厂房柱间支撑的抗震设置要求。

厂房柱间支撑的构造，应符合下列要求：（1）柱间支撑应采用型钢，支撑形式宜采用交叉式，其斜杆与水平面的交角不宜大于55°。（2）支撑杆件的长细比，不宜超过表7-错误！未找到引用源。的规定。（3）下柱支撑的下节点位置和构造措施，应保证将地震作用直接传给基础（图7－错误！未找到引用源。）；当6度和7度不能直接传给基础时，应考虑支撑对柱和基础的不利影响；（4）交叉支撑在交叉点应设置节点板，其厚度不应小于10mm，斜杆与交叉节点板应焊接，与端节点板宜焊接。

12.为什么要控制柱间支撑交叉斜杆的最大长细比？ 在同一高度的两根交叉斜杆一根受拉，另一根受压；受压斜杆与受拉斜杆的应力比值因斜杆的长细比不同而不同。当斜杆的长细比＞200时，压杆将较早地受压失稳而退出工作，故限之。

13.屋架（屋面梁）与柱顶的连接有哪些形式？各有何特点？

屋架（屋面梁）与柱顶的连接有焊接、螺栓连接和钢板铰连接三种形式。焊接连接的构造接近刚性，变形能力差。故8度时宜采用螺栓，9度时宜采用钢板铰，亦可采用螺栓；屋架（屋

面梁）端部支承垫板的厚度不宜小于16mm。14.墙与柱如何连接？其中考虑了哪些因素？

单层钢筋混凝土柱厂房的砌体隔墙和围护墙应符合下列要求：（1）内嵌式砌体隔墙与柱宜脱开或柔性连接，并应采取措施使墙体稳定，隔墙顶部应设现浇钢筋混凝土压顶梁。（2）厂房的砌体围护墙宜采用外贴式并与柱（包括抗风柱）可靠拉结，一般墙体应沿墙高每隔500mm与柱内伸出的26水平钢筋拉结（3）砌体围护墙在下列部位应设置现浇钢筋混凝土圈梁。

第8章 隔震、减震、结构控制

1． 试从结构抗震思想的演变探讨结构抗震的发展方向。

刚性结构体系———柔性结构体系————延性结构（通过适当控制结构物的刚度与强度，使结构构件在强烈地震时进入非弹性状态后仍具有较大的延性，从而可以通过塑性变形消耗地震能量，使结构物至少保证“坏而不倒”，这就是对“延性结构体系”的基本要求。）以隔震、减震、制振技术为特色的结构控制设计理论与实践，便是这种努力的结果。2． 为什么硬土地基采用隔震措施较软土地基效果好？ 3． 阻尼耗能在结构减震中的应用范围有哪些？

阻尼器通常安装在支撑处、框架与剪力墙的连接处、梁柱连接处、以及上部结构与基础连接处等有相对变形或相对位移的地方。有代表性的阻尼器主要有两类，一类是与速度相关的粘弹型阻尼器；另一类是以摩擦或金属屈服为特征的位移相关型阻尼器。4． TMD会增大主体结构的地震反应吗？

5． 主动控制有哪些缺点？怎样克服这些缺点？ 利用外部能源，在结构受地震激励而运动的过程中，实时地施加控制力、改变结构动力特性，以减小结构地震反应。对结构实施主动控制，相当于改变了结构动力特性，增大了结构刚度与阻尼、减小了地震作用，从而达到减震目的。主动拉索控制系统的优点在于：（1）施加控制力所需能量相对较小；（2）拉索本身是结构的构件，因而不必对结构进行较大的改动。

第四篇：建筑结构试验学习心得

《建筑结构试验》学习心得

XXX 本学期我院开设了《建筑结构试验》的专业选修课，根据专业要求和实际情况，我们专业统一选择了这门课程进行修读。通过一个学期课程的学习，我明白了结构试验的原理及不同情况下试验的基本方法和对试验数据的处理、分析感觉自己受益匪浅。

时间是检验真理的唯一标准。结构试验，就是研究和发展土木工程新结构、新材料、新工艺以及检验结构分析和设计理论的重要实践手段，在结构工程科学研究和技术创新等方面起着重要作用。

结构试验的任务是在结构物或试验对象上，使用仪器设备为工具，利用各种实验技术为手段，在荷载或其他因素作用下，通过测量和抗裂性以及结构实际破坏形态来判明建筑结构的实际工作性能，估计结构对使用要求的符合程度，并用以检验和发展结构的计算理论。

在实际工作中，根据不同的实验目的，结构试验一般分为研究性试验和鉴定性试验。通过研究性试验，我们不仅可以验证结构计算理论或通过结构试验创立新的结构理论，还可以制定工程技术标准。而作为直接的生产性目的和具体的工程对象的鉴定性试验，我们通过结构试验检验结构、构件或结构部件的质量，确定已建成结构的承载能力，验证结构设计的安全度。故综上所述，我们从结构试验的目的了解到了其不仅为结构理论提供必要的依据，更为实际工程建设的安全、可靠度提供了直接的检测。

除了按照试验目的进行分类外，通常以试验对象、荷载性质、试验场合、试验时间等不同因素分成以下实验：真型试验和模型试验；静力试验和动力试验；短期试验和长期试验；试验室试验和现场试验等。

在课程理论学习方面，老师首先向我们介绍试验的一般步骤，不同试验的要求、试件、试验指标、数据的统计与分析等的异同。接着老师详细的向我们讲解各种试验及试验方法以及各种试验所需的试验验设备。通过这一学期的学习，我了解了建筑结构试验在建筑建造中的重要性，同时从试验规划与设计、试验技术准备、试验仪器的了解、试验实施过程、试验数据处理等方面加强了自身的知识储备，为以后工作打下基础。

土木工程是一门实践性很强的专业，本门课程的开设很好的促进了我们对这一点的认识，认识到作为土木人所必须具备的责任。通过一个学期课程的学习，我深深认识到作为一名土木人细心的重要。一个学期老师对于不同试验内容的讲解时，我感觉到不管是任何试验，我们都需要在试验的前期准备、试验过程、后期试验处理都要十分细心。因为之前我们对试验的准备不足、试验中不按规范、后期数据处理疏忽都可能造成严重的问题。故我们也同样在学习好理论知识和加强实践操作能力同时，时刻注意培养自己的细心的品质。所谓细节决定成败，我想在此处就可以得到一个很好的验证。

但是，本学期的学习我们还只是停留在理论方面的学习，由于学校试验设备的匮乏，我们没有进行实际操作，理论和实践没能结合，所以对一些试验现象和特征没有映像。所以我作为一名大四学生，希望学院在以后能向学校争取更多的资金，加大对我院基础实验设备的配备，让学弟学妹们能有机会动手操作，这将让他们终生受益。

这一个学期的《建筑结构试验》课程的学习对我以后的工作与学习将有很的帮助，让我对我们专业的从另一个方面有了很大程度的提高，相信这样的提升定将有助于我们面对即将到来的毕业设计与工作。最后，衷心感谢老师一个学期以来对我们的教导。

XX年XX月XX日

第五篇：《建筑结构试验》学习心得

1、建筑体系设计不同于我们传统的建筑设计。工业化生产的前提条件是标准化和定型化，其经济效益取决于产品的销售量。故该产品的设计就必须优选、整合各种相关设备和产品，并综合考虑其使用周期的维护，管理和改造。

2、“四节一环保”是国策，是人类保护地球的必行之路。轻钢结构建筑体系既然比较符合国策，就该在实践中发挥它的优势，改进它的不足。这在上述日本的四个工程实例中都有所体现。我想资源是有限的，科技发展是无限的，只要我们努力，我们的产品也能越来越好。

3、企业应“生存在市场中，发展在竞争中”。关键是找准自己的市场定位。譬如说“三层独户式连排住宅”能否在沿海发达地区的集镇和农村找到市场；留学生宿舍式房屋能否移植到我国还可应用于发达地区的老年公寓？在非地震区或六、七度地震区建五、六层集合住宅，商品的市场定位是企业成功的关键，找准客户群体后才能有针对性的策划、分析其真正的需求做好产品设计（但其体型必须有利于抗震，管线设施的布置，有利于延长住宅的使用寿命等等）

个人之见，仅供参考。