浅谈结构动力学防震减震应用探究

浅谈结构动力学防震减震应用探究

一 、建筑结构的设计原则
在对房屋建筑结构进行设计过程中，要注意以下几个原则。
1.计算简图要进行恰当、合理的选择
房屋建筑物的结构计算式是通过计算简图实现的，计算简图的选择影响着结构的安全，计算简图选择不当，则会经常出现结构安全事故，因此，选择恰当的计算简图，对于保障结构的安全具有重要意义。除此之外，建筑物结构的计算简图，需要采取相应的方法来保证，以能够很好地控制住计算简图在设计范围内的误差。
2.合理的选择建筑结构方案
合理的建筑结构设计离不开经济合理的建筑结构方案，也就是说，在结构的形式和体系上要做到联系实际，切实可行。建筑物的结构体系不仅要有明确的受力，而且还要传力简捷。在同一个结构单元中，要选择一种结构体系，不适宜混用多种结构体系。在地震区域中，应严格遵守平面和竖向的原则。例如，在确定结构方案的过程中，要全方位、全面地对建筑工程的设计要求、地质条件、施工条件以及原材质量等不同的因素进行分析，并且在建筑、水电、供暖等方面经过充分的协商后，择优选用。
3.对计算的结构进行准确分析
目前，在我国的建筑结构设计中，比较普遍的采用计算机网络信息技术，由于网络技术的发展，软件种类多种多样，软件不相同，计算的结果也就有所不同。针对此现象，结构设计人员应该针对各个不同的计算软件使用的范围和条件，进行详细全面的分析，在结构计算时，避免不必要的误差。另外，还要求结构设计人员在通过运用计算机软件进行设计过程中，要经过认真分析，做出合理的判断。因为可能出现建筑结构的实际情况与软件程序不符合、由于人为原因造成的错误以及软件自身存在的缺陷等问题，在一定程度上会造成计算结果的错误。
4.采取相应的构造措施
房屋的建筑结构设计，要牢牢掌握设计的原则，并且加强建筑结构中的薄弱环节，提高建筑物构件的延性性能，还要注意钢筋的锚固长度，特别是钢筋在执行阶段的锚固长度。其中，如震动效应、空气冲击波效应、爆破飞石、噪声、有害气体等，这些都对建筑结构造成间接或直接的危害。

二、动力学中的结构动力特性
在建筑结构中结构动力学反映抗震性质的微分方程，其中的系数C1和C2能根据初始条件确定。运用能够妥善处理重复变换加载的三维有限元方法分析钢筋混凝土柱在地震荷载作用下的非线性特性。钢筋混凝土墙——框架体系的非弹性地震反应，一般都参照了连续变化的轴向力和挠曲的相互影响和剪切变形的影响，加之轴向力变化对于动力反应的影响非常显著，但剪切变形的影响却不大。如果我们仔细研究钢框架建筑的非弹性地震反应我们会发现柱的轴向塑性变形会朝一个方向积累，进而导致水平位移增大，从而加剧P—Δ效应。轴向力将减小挠曲为主的振型的自振频率，而且将加大拉伸振型的自振频率。我们可以运用离散变量方法，对整个体系进行处理，用拉格朗日方程进行一般性分析，以便考虑结构的空间特性。

三、建筑结构中结构动力学的防震减震应用
建筑结构中的防震减震应用最主要的就是对建筑结构进行特性优化分析，例如，针对某高层建筑，业主要求必须体现大空间概念，最后经过与设计院的协调沟通，确定采用28层的设计方案，其中，地下2层，地上26层，总面积30000m2，高度达到94m。针对建筑结构体系的优化选择，设计院具体的对建筑结构中结构动力学的减震防震应进行了设计应用，具体方法如下。
1.反应谱设计法
根据结构动力学所特有的特性，动力结构在地震时就会有一定的动力效应，简单的说就是结构上质点的地震反应加速度与地面运动的加速度有所不同，且结构上质点的地震结构自震周期与阻尼具有一定的联系。对动力学方法的应用可以对自由度弹性体系质点的加速度反应进行求解，并求得不同周期的加速度反应。
2.能力设计法
想要能够有效地保证建筑结构中钢筋混凝土结构具有足够的弹性，就需要运用钢筋混凝土结构能力设计法。此方法的原理就是对非弹性性能对结构抗震能力的理解和超静定结构的地震机理的理解，并在地震的作用下对具有岩性破坏机制的控制思想进行实现，进而保证结构的抗震效果和设防目标，同时还可以保证设计的经济合理性。

四、结语
综上所述，在对建筑结构的设计过程中，不仅需要对建筑结构的使用功能和使用年度进行考虑，同时还需要对建筑结构的安全防震性能进行考虑，并在建筑结构设计的过程中充分对地震的来临进行模拟，要保证建筑符合小震不坏、中震可修、大震不倒的原则。为了做到以上的抗震要求，就要对结构动力学的基本原理和方法进行充分的学习，并运用到建筑结构设计中。