抗震技术论文范例

摘要：基于教育部提出的“新工科”建设，应满足学生“求知、增能、成才”的需求。基于文献统计法，以“建筑结构”、“建筑结构课程”为关键词，获取建筑结构涉及内容和课程改革方向。剖析了传统工科建筑学专业建筑结构课程在教学过程中存在的问题，主要包括学生学习兴趣缺乏、力学基础薄弱、教学手段单一、传统工程教育模式弊端等。结合智慧建筑与智能城市，提出了建筑结构课程教学改革方案，优化课程内容，丰富教学手段等，以期为建筑类专业工程教育教学改革提供借鉴。

关键词：新工科；建筑结构；教学改革；教学方法

2017年，教育部启动了“新工科”发展研究工作[1-2]，强调把握人才培养工作新形势，满足学生“求知、增能、成才”需求，增加参与创新创业实践及高质量就业机会。随着工业智能新技术的普及与应用，智慧建筑与智能城市引领新的建筑方向、建筑设计和建筑理念转变。同时，伴随着学生培养目标改变，需培养基础理论扎实、知识面广及实践能力突出的技术性人才。建筑学作为传统工科专业，工程实践涉及面广，为培养适应新形势下的技术人才，建筑结构技术教育必不可少。建筑结构是面向建筑学专业开设的专业基础课程，对完善学生知识结构体系具有重要作用，为后续课程学习奠定基础。同时，课程知识点作为建筑行业建造师、注册结构工程师的考试内容，对学生职业能力培养具有重要意义。建筑结构课程内容涵盖钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构、建筑结构抗震基本知识和结构识图等，学习建筑结构基本构件受力特性，研究建筑构件设计类型、材料选择、构造要求等问题，使学生具有方案设计和建筑施工图设计的初步能力。建筑结构课程知识点涉及面广、公式繁杂冗长、工程实践性较强，学生普遍认为课程学习难度大，容易产生厌学情绪。传统教学过程中存在重艺术、轻技术，重系统知识、轻专业需要的问题，违背了“新工科”人才培养理念。因此，有必要对建筑结构课程的教学方法进行改革，课程内容应以“必需，够用”为度，密切联系工程实际，学习建筑智能技术，提升工程应用能力，使学生能够较好地适应新形势下的岗位需求。

一、建筑结构文献统计分析

为对建筑结构课程教学内容、教学方法及存在问题达到理性认识，采用文献统计方法对知网文献数据库中公开发表的论文进行检索，直观展示所选文献资料的关系网络、学科分布和论文数量统计等。以“建筑结构”为关键词，检索到期刊论文共66278篇，涉及高层建筑、结构设计、钢筋混凝土结构、钢结构、抗震性能与抗震设计等方面，论文内容大多数与工程实际相关，包括建筑工程施工技术、多层框架房屋结构设计、BIM技术在装配式建筑结构设计应用等。论文研究基础与建筑结构课程关联度较大，运用建筑结构课程知识较多，凸显了建筑结构课程在建筑工程应用的重要性。以“建筑结构课程”为关键词，检索到期刊论文共566篇，与建筑结构课程相关的关键词涉及教学改革、项目教学法、课程设计、土木工程专业、钢结构、高职院校等，文献涵盖了课程的开设群体、开设专业、课程内容、教学方法及课程改革方向。其中，与教学方法及教学改革相关联的论文占比例较大，反映了“新工科”背景下建筑结构课程改革势在必行。为了更好地分析建筑结构课程存在的问题及改革方向，基于文献统计法对开设学时、开设专业、学生类别及教学方法进行归纳分析，如表1所示。

二、建筑力学课程教学存在的问题

建筑结构课程教学质量影响因素较多，既有外界因素，又包括教师因素、学生因素等。本文基于文献统计汇总建筑结构课程教授过程中存在的问题，结合近两年面向建筑学专业、房地产开发与管理专业授课情况，阐述影响建筑结构课程教学质量的因素。

1专著、论文集、学位论文、报告

[序号]主要责任者.文献题名[文献标识类型].出版地：出版者，出版年.起止页码(可选项).

[1]刘长浥，王伟胜，赵海翔，等.风力发电机[M].北京：中国电力出版社，2009.42-76.

[1]LiuChangyi，WangWeisheng，ZhaoHaixiang，etal.WindDrivenGenerator[M].Beijing：ChinaElectricPowerPress，2009.42-76.

[2]江涛.信息技术国际研讨会论文集[C].北京：中国社会科学出版社，1994.

[2]JiangTao.TheInternationalSymposiumonInformationTechnology[C].Beijing：TheChineseSciencePress，1994.

[3]田苗苗.变风载下风力发电机齿轮传动系统动力学特性研究[D].重庆：重庆大学机械工程学院，2010.

一、结构减震的概念和分类

早在上世纪七十年代，姚治平先生首次明确的提出了土建工程中的结构控制概念，并在论文“土木工程结构减震概念”以及以后的论文中都相应的指出了：应用结构的控制系统是一个解决土木工程这种安全性问题的可替代的方法，这为结构理论在土木工程中防震问题中提出了全新的方向。在近三十年的发展历程中，国内外的相关学者在土木工程的结构控制的方式、实验以及工程的应用方面都取得良好的研究成果，工程结构控制概念可以解释为：通过对工程结构施加相应的控制体系，通过控制体系和结构来共同承担受震的作用，以此来调节和降低工程结构中的振动效应。

二、隔震控制技术

（一）隔震控制技术原理

在土木工程的建设当中，隔震控制技术就是对由地震所产生的振动对建筑的整体结构的隔离作用。工程中的防震体系基本都设置在工程结构的最底部和基础工程顶面之间，使得上部的结构和基础相分离。通过隔震体系来隔离地震波所产生的向上冲击力，延长工程结构的基本周期，从而降低建筑物的地震反应，是的工程整体的加速度变下，通过隔震系统来分担地震所产生的能量，以此来达到减震的作用。通过地震的反应图谱可以看出，随着周期的变大，加速度的反应谱慢慢的减小，通常在底层建筑的刚度很大，所以说周期变短，在发声振动的时候，输入其中的加速度很大，要是采用相应的措施来增加和延长工程结构的基本自震周期，让其还礼场地中的卓越周期，让工程结构的基频处在地震产生高能量的频段以外，通过这种方式可以有效的降低建筑物输入的加速度。通过地震的反应谱可以看出，当周期变大的时候，反应的位移将会增加。

（二）对橡胶支座的运用

当前用在建筑防震中的橡胶支座是由橡胶片与薄片增强钢板，通过粘合和硫化加工而成的，通过现代化橡胶的化工技术的加工制造。它在水平方向上的刚度比较低，而在垂直方向上的刚度很高。这种规格的橡胶支座最早是在桥梁施工中被应用。建筑和桥梁施工所应用的橡胶支座在结构上基本是相同的，都有相同的结构动力学的标准和要求，也同样的具有耐久性、稳定性以及包含防火在内的耐受性等，在地震产生的能量冲击下，橡胶支座会隔离建筑体在水平方向的运动分量，而在垂直方向上基本保持不动。通过这种方法不但可以隔离因为地铁或者是公交所产生的高频率的振动，同时还可以防止工程结构不会受到地震或者是其他原因产生振动的影响。

摘要：推进课程思政建设是高等学校落实“立德树人”根本任务的重要举措，是提高学生培养质量的重要任务。通过对目前专业课课程思政存在专业教师认识不够和能力不强、课程学时不足及考核操作性不强等问题的分析，文章以“结构抗震设计”课程为例，对专业课程中思政元素的挖掘、思政目标与课程目标的对标设计、思政内容的融入模式以及思政网络第二课堂的构建等进行了理论研究，为进一步落实课程思政实践提供依据。

关键词：结构抗震设计；土木工程；课程思政；专业课程

大学阶段是人生发展的重要时期，学生的心理还不够稳定，具体体现在认知不成熟、容易受外界环境影响、自我调节能力差等。如何正确引导学生把实现自己的人生价值与为社会主义现代化建设事业贡献力量以及实现中华民族伟大复兴联系起来是高等学校思想政治工作的根本任务。2016年，全国高校思想政治会议召开，总书记发表重要讲话，他强调：“高校思想政治工作关系高校培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人这个根本问题。要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人。[1]”2020年，教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》通知，指出全面推进课程思政建设是落实“立德树人”根本任务的战略举措，课程思政建设是全面提高人才培养质量的重要任务[2]。因此，高等学校要落实“立德树人”根本任务、实现三全育人的新格局，应该实现整个高等教育过程中所有课程的思政建设，这是所有任课教师的职责，而不能仅依靠思想政治理论课任课教师[3]。“结构抗震设计”与“结构力学”“混凝土结构与砌体结构设计”“钢结构设计”“高层建筑结构设计”等专业课程联系密切，开课学期为第7学期，是一门重要的综合性课程。它主要讲述地震的基本知识、地震反应分析和地震作用计算、各种结构抗震设计等知识点，综合性较强又囊括社会文明进步、人类安居乐业的重要知识，非常适合开展专业知识与思政教育融合的教学改革。本文以“结构抗震设计”课程为例，结合课程内容找准切入点渗透思政教育，明确专业知识目标、思政目标和思政对标设计，并在挖掘思政元素，完善融入思政内容的知识体系、创新教学方法等方面，对该课程思政建设进行改革与实践探索。

一、土木工程专业课程思政教育存在的问题

根据目前查阅到的相关资料来看，国内高校土木工程专业课程思政的教学改革均处于起步阶段。土木工程专业课程众多，课程之间联系紧密，但也存在差异。近几年，苏州科技大学、郑州大学和东北电力大学等高校教师分别针对“土建工程基础”“路基路面工程”“土木工程概论”等课程思政展开了教学改革与实践研究[4]，存在的问题如下。

（一）专业课教师对课程思政认识不够，能力有待加强

华南理工大学教务处处长项聪博士在“课程思政的三重境界”中指出，“课程是学校为实现培养目标而选择的教育内容及其进程的总和，也是实现国家育人目标的重要载体”[5]。因此高校课程思政是正确引导大学生的价值观、全面提高学生培养质量的必然要求和唯一捷径。要想圆满完成课程思政建设，高校专业课教师必须深刻理解什么是课程思政、为什么要进行课程思政、如何进行课程思政教学改革等问题，有了理论基础才能指导实践，才能在专业课的教学中自觉寻找思政元素，让思政内容和专业知识无缝衔接，完成课程的思政目标，达到润物细无声的育人目标。目前国内高校普遍存在的问题是课程思政依赖于思政课教师所讲授的内容，学校在晋职称和人才选拔等方面偏重考查教师是否申请了国家级项目、是否发表了高水平论文等科研能力的提升，而忽略教师思政素质的培养，导致专业课教师的课程思政认识不够。教师的思政能力是提升课程思政教学质量的决定性要素，要想构建全员、全程、全方位育人的新格局，专业课教师就必须具备一定的思政能力。

【摘要】对比低层建筑，高层建筑结构设计更为复杂，并且会受到更多因素的影响。为保证建筑结构设计的稳定性，需要考虑建筑体型比例关系的同时，对地基沉降、温度、风力及地震等因素进行全面的考虑。另外，高层建筑结构设计是否科学，对高层建筑的实际施工有直接影响，并会为后期的养护造成不便。因此，高层建筑结构设计具有较大的难度，如果没有妥善处理设计中存在的一些常见问题，高层建筑结构设计质量将严重降低。据此，论文在分析高层建筑结构设计存在的问题的基础上，提出了一些优化措施，希望可以为改进高层建筑结构设计提供参考。

【关键词】高层建筑；结构设计；问题；优化措施

1引言

尽管我国高层建筑结构设计起步相对较晚，但近年来，我国各大城市高层建筑数量倍增，甚至出现了很多超高层建筑。在高层建筑中，结构设计至关重要，对高层建筑的使用质量与使用寿命有决定性影响。由于业主对建筑的设计与功能的要求不断提高，无形中对高层建筑结构的设计人员也提出了更高的要求。唯有妥善解决高层建筑结构设计中存在的常见问题，才可以提高高层建筑的建设质量，并为高层建筑结构的合理设计与使用安全提供保障。

2高层建筑结构设计中的常见问题

2.1扭转问题。建筑“三心”主要指建筑结构的几何形心、结构重心及刚度中心，“三心合一”时，建筑结构的稳定性最强。然而由于受到地基形状与建筑功能要求等因素的影响，在许多情况下，建筑体型是不规则的，设计中也难以实现“三心合一”，致使建筑结构出现扭转问题，进而影响建筑结构的稳定性[1]。

2.2抗风问题。因为高层建筑的楼层较多并且高度较高，所以，相对其他建筑，高层建筑更容易改变风的流动性与空气的动力效应。由于建筑的刚架结构以及玻璃幕墙等柔性结构的刚度较小，在风荷载较大的情况下，很容易破坏建筑物的墙体、装饰结构及支撑结构，降低建筑物的稳定性。因此，进行高层建筑结构设计时，需要对结构进行抗风设计，防止建筑物受自然因素的影响而存在隐患[2]。

【摘要】为了改善高层房屋建筑结构设计方案，从提升结构抗震性能出发，以平面调整、剪力墙布置作为优化方向，对房屋建筑结构设计进行优化研究。论文阐述房屋建筑结构设计存在的问题，结合工程案例，阐述基于结构设计优化的房屋建筑结构抗震性能改进的具体思路和方法。

【关键词】结构设计优化；位移比；位移角；剪力墙

1引言

在经济迅速发展的时代背景下，人们对房屋建筑实用性、功能性等要求越来越高[1]，高层住宅成为当代人们关注的重点。为了提高住宅的品质，满足当代人们对房屋建筑品质的追求，住宅结构设计的要求越来越高。如果结构布置不合理，尤其是作为关键构件的剪力墙，如果布置不当，受风荷载或者受到地震等自然灾害影响时，结构位移很难达到标准要求[2]。地震灾害对建筑结构的影响相对较大，在高烈度地区尤为明显。所以，急需探究基于提升抗震性能的高层房屋结构优化设计方案。目前，针对高层房屋结构设计及优化的研究比较多，本文尝试引入结构设计优化思想，从不同的视角提出新的房屋建筑结构设计方案优化思路。

2房屋建筑结构设计存在的问题

高层房屋建筑对抗震性能的要求更高，为了满足此项要求，目前很多设计方案从墙体长度、厚度出发来提高结构整体支撑力及抗侧力能力，以此改善建筑结构的抗震性能[3]。然而这种设计方案在模拟分析和实践操作中体现出的性能都较差，未能达到高层建筑抗震规范要求。所以，当前许多高层房屋建筑结构设计虽然布置了较多的剪力墙，但计算结果显示仍存在严重的抗震性能不足的问题。

3基于结构设计优化的房屋建筑结构抗震性能改进

摘要:某高层建筑，结构形式为钢框架(钢管混凝土柱)—支撑体系，通过荷载的精细化取值、梁规格的合理选型及计算参数的调整等方面，对原结构设计进行了优化，并对优化前后结构的规则性、侧移、自振周期及振型等整体指标进行了比较分析。结果表明，通过本次优化，用钢量降低了12%，同时并未降低原结构的安全储备。结合实际工程，对优化及抗震设计过程中的要点进行了分析，期望能够为高层建筑钢结构的优化设计提供有益的参考。

关键词:高层钢结构建筑，优化设计，结构形式

1概述

近年来，装配式建筑得到了政府的大力推广，其中钢结构工程主要是通过工厂化的形式生产各类结构构件，实现全生命周期的设计，包括生产、施工和安装等环节，具有节能环保的社会效益，在装配式建筑中具有明显的优势。因此在高层住宅、公寓等建筑中，钢结构作为结构主体的应用得到了较大规模的普及。而经济性能是影响其应用的一个关键问题，如何控制工程造价，充分发挥钢结构建筑技术经济上的综合优势，工程设计是一个非常重要和关键的阶段。

2工程概况

2．1工程简介。本工程地上10层，地下2层，其中地上部分使用功能为公寓和办公，地下部分为车库。地上部分总建筑面积为135525m2，分为A座、B座两部分，层高为48．72m，每部分通过抗震缝分为四个单体，平面布置如图1所示。结构层高见图2。该工程结构设计基准期50年，安全等级二级，抗震设防烈度8度，地震分组第二组，场地类别三类，抗震设防分类为丙类。适用的主要钢结构规范为GB50017—2017钢结构设计标准［1］及JGJ99—2015高层民用建筑钢结构技术规程［2］。

2．2原结构设计评价。1)每部分通过防震缝划分为4个结构单元，各单元功能单一且有单独的疏散出入口，独立承担地震作用，彼此之间没有相互作用，地震发生时人流疏散较容易。并且结构分析模型较简单，容易估计其地震作用及抗震措施，但需考虑扭转地震效应。2)结构体系为钢框架—中心支撑，支撑起到如同剪力墙的作用，有效提高了抗侧刚度。框架柱选用钢管混凝土柱，可以充分发挥结构良好的抗侧能力和优越的承压性能，且宽厚比构造要求宽松，柱的用钢量较为节省。3)公寓部分的LOFT夹层作为面荷载施加于下层梁板处，未考虑夹层结构抗侧移刚度，且易存在竖向荷载传递不准确问题［3］，部分荷载取值较大。4)钢梁多为热轧H型钢，焊接H型钢也多为中翼缘，承载力富余较多，截面利用率偏低。

【摘要】多孔材料是一种新兴的材料，制备较易，成本较低。相对于一般连续介质材料而言，多孔材料具有比强度高、比表面积高、相对密度低、重量轻、隔音、隔热等优点。它最大的特点是具有排列规则、大小可调的孔道结构，在建筑材料中也有很多的应用。因此，对非均匀孔洞与均匀孔洞建筑材料力学性能的研究是很重要的课题。论文通过建立非均匀孔洞和均匀孔洞的有限元模型，对比分析两种模型的受力性能，更好地进行多孔建筑材料的推广和使用。

【关键词】多孔建筑材料；非均匀孔洞；均匀孔洞；力学性能

1引言

多孔材料内部有一系列相互连通或封闭的孔洞，构成网状结构。多孔材料性能优良，具有较高的孔隙率和比面积、良好的化学性能、物理性能、吸附性能和渗透性能。目前已经成为重要的功能结构材料，广泛应用于石油化工、航空航天、建筑材料、过滤分离等领域，并作为催化剂、超级电容器、吸附剂和过滤装置等使用[1]。但是多孔材料在制作工艺上也存在一定的困难，在制作材料时，孔洞要与承压面垂直，这就对原材料的要求比较高，在多孔材料的制备技术研发上能力不足，生产效率低下。此外，在制备过程中，对材料中的孔径及孔隙度等微观结构仍不能进行很好的控制与调控。近年来，我国也在不断推进对多孔材料的制备及应用研究，并且取得了很大进展。多孔结构材料在建筑材料中的应用很多，主要集中在砌筑材料和混凝土材料，如焦渣空心砖、水泥空心砖、小型混凝土砌块、空心粘土砖、加气混凝土砌块等以及加气混凝土、大孔性混凝土、粉煤灰加气混凝土等。多孔材料中非均匀孔洞与均匀孔洞对材料性能的影响是不同的。本文基于ABAQUS软件，通过建立非均匀孔洞模型和均匀孔洞模型，分析研究其对材料性能产生的不同影响。

2多孔材料的特性

多孔材料是一种特殊的结构，可以看作材料与空气的复合材料，这样不仅可以减轻材料的质量，又可以很好地实现各种功能。由于具备很多优异性能，多孔材料在航空航天、石油化工以及建筑工程等领域都具有广泛的应用价值。①质量轻，强度高。多孔材料内部有很多孔隙，或分布均匀，或分布不均与，比强度和比模量高。例如，泡沫铝的表观密度为200～500kg/m3，屈服强度为20～60MPa，比强度在0.04～0.3MPa·kg/m3，远高于普通混凝土0.012MPa·kg/m3和低碳钢0.053MPa·kg/m3的数值[2]。轻质高强材料应用于新型墙体中，既能确保材料轻质环保又能满足高层建筑墙体要求，促进了我国建筑材料行业的发展。②吸声性能好。多孔材料由于具有大量内外连通的孔洞和孔隙，当声波射入内部时，会引起空隙中空气的振动。孔隙内空气的黏滞效应导致曳力引起空气表面产生剪应力，从而产生声阻尼，使声能转换为热能[3]。在材料进行安装时，多孔材料背后留有空腔，低频的吸声系数会有所提高。例如，无机高强隔声板是一种既可以隔声又能够防潮防腐的板材。当室内湿度偏高时，多孔结构可以吸收湿气，调节湿度，使它具有良好的透气性能。

3非均匀孔洞与均匀孔洞对材料性能的影响