工程结构分析论文

今天小编给大家找来了《工程结构分析论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。【摘要】地震是较为严重的自然灾害，其对土木工程的影响较大。传统的抗震设计主要是增强结构的强度来对抗地震，此种思路已经被性能抗震与结构减震技术所替代，人们所追求的已经不是最为坚固的建筑而是可以消除或者降低地震破坏的结构形式与设计理念。

第一篇：工程结构分析论文

土木工程结构减震方法分析

【摘要】文章就土木工程结构减震控制技术作简要的分析，希望对今后相关工程的研究提供借鉴。

【关键词】土木工程：结构减震;原理;控制方法

1、土木工程结构减震方法概述

土木工程通过增强结构的强度及变形能力提高减震性能，增强土木工程的抗震性。其最终目的就是通过采取一系列控制措施和方法，降低建筑结构在地震等强动力荷载下的反应，增强建筑结构的稳定性能，为建筑结构的安全性提供保障。要减小结构的地震响应，需要从动力学角度出发，第一，考虑消震，即不让地震输入结构，从目前现状来看，这种方法较难实现;第二，考虑减小建筑结构的惯性力，通过动力学原理发现，如果结构有着比较大的自振周期，那么它获得的加速度就会相应减小，可通过隔震方法减小结构惯性力;第三，通过在结构上增加阻尼的方法，将一些地震作用转移到阻尼上，降低结构所需负担的地震作用;第四，人为增加构件，用这些构件的塑性变形消耗一部分能量，保护结构的整体性;第五，可考虑在建筑结构上附加一个当自身频率合适时能够使附加质量块的运动方向与结构运动方向相反的系统，从而减小结构震动，达到结构减震的目的。

目前，土木工程结构减震控制方法有五种：被动控制、主动控制、半主动控制、混合控制及智能控制。其中，被动控制指在结构的某些部件附加耗能装置或子结构系统，或对结构自身的某些构件作构造上的处理以改变结构体系的动力特性。被动控制不需要外部能量输入提供控制力，控制过程不依赖于结构反应和外界干扰信息。而且因其具有构造简单、造价低、易于维护及无需外部能源支持等诸多优点，所以引起工程界的广泛关注，成为应用开发的热点，因而许多被动技術日趋成熟，并在实际工程中应用。

2、土木工程结构减震方法

2.1被动控制

被动控制是通过减震、隔震装置来对振动能量进行消耗，并阻止振动在建筑结构中进行传播，构造简单，造价成本低，维护简便，且不需要外部能源支持，在土木工程结构减震中的应用越来越广泛。

(1)耗能减震

耗能减震是将结构中的一些构件比如支撑、支撑等设计成耗能部件，或者在建筑结构的某些部位比如连接处、节点处设置阻尼器，耗能部件和阻尼器在荷载作用较小的情况下处于弹性状态，在强烈的荷载作用或振动作用下，耗能部件就会进入非弹性状态，能够大量消耗输入结构的能量，避免荷载或振动作用进入主体结构造成结构进入非弹性状态，为主体结构的安全提供了可靠保障。由于耗能装置不同，耗能减震也可分为不同的体系，一种为耗能构件减震体系，常用的耗能元件有耗能支撑、耗能剪力墙等，另一种为阻尼器耗能减震体系，常用的阻尼器有金属屈服阻尼器、摩擦阻尼器、粘弹性阻尼器、粘滞性阻尼器等。耗能减震具有性能稳定、适用范围广、抗震性好、经济实用、可靠性高、技术条件简单等优点，比较适用于高层建筑和超高层建筑。

(2)基础隔震

基础隔震是在建筑物的上部结构与基础之间设置控制机构，比如设置隔震消能装置，从而减小或者隔离地震能量向建筑物上部结构传输，使上部结构的振动减小，避免地震给建筑物带来危害。基础隔震装置必须具备一定的特性才能够满足结构减震需要，因此，装置必须具有较大的变形能力，必须能够提供较大的阻尼并具有较大的耗能，必须具有足够的初始刚度和强度。比较常见的基础隔震装置有刚滞变阻尼器隔震装置、夹层橡胶垫隔震装置、摩擦隔震装置等。基础隔震对降低结构的自振频率具有非常显著的作用，是发展最早的结构减震方法，其在技术上比较成熟，具有构造简单、性能稳定、耐久性高、经济、减震效果显著的优点，比较适用于刚性结构和中低层建筑。

(3)调谐减震

调谐减震主要是通过在建筑主体结构中附加一些子结构的方法，使主体结构在强震作用下，振动发生转移，结构中的震动能量就能在原结构与附加结构之间得到重新的分配，大大降低了震动对原结构带来的破坏。常用的调谐减震系统有调谐质量阻尼器、模式质量阻尼器、质量泵、调谐液体阻尼器、液压质量振动控制系统等，这些调谐减震系统能够有效减小地震反应。

2.2主动控制

主动控制是主要是以现代控制理论为基础，通过外部能源的有效利用以及对结构反应的实时监测，当结构受到激励振动的时候，计算出控制力，对结构施加控制力或者改变结构的动力特性，迅速将结构的振动反应降到最小，从而使结构在受派动过程中仍然能够保持原始状态，避免结构出现致命性损坏。主动控制主要是由传感器、控制器和作动器三个部分组成的，传感器的功能是对结构遇到振动时的反应情况进行测量，控制器则是对传感器所测量到的信息进行处理，作动器可产生控制力，其所需的能量由外部能源提供。主动控制能够很好的应用现代控制理论和最新研究成果。在主动控制中，作动器的控制力可连续变化，所以其有着极广的控制频率，对外界不同激励具有很强的适应性，能够取得很好的控制效果。常用的主动控制系统装置主要有主动质量阻尼器、主动支撑系统、主动拉锁系统等。

2.3半主动控制

半主动控制是通过少量的外部能源输入提供控制力的，能够通过控制装置实时改变结构的刚度或阻尼等系统的参数，此，半主动控制属于参数控制，控制过程主要依赖于结构反应信息或外干扰信息。半主动控制装置不能同时实现与位移和速度相关的控制力，一般只能够实现与速度有关的控制力。常见的半主动控制系统有主动调谐参数质量阻尼系统、可变阻尼系统、可变刚度系统等，此方法具有装置经济、系统可靠、维护要求较低的优点，己广泛应用于土木工程结构减震中。

2.4混合控制

混合控制是将主动控制和被动控制联合起来应用，即将主动控制和被动控制同时应用于同一建筑结构减震中，可以将主动控制和被动控制两种方法的优点充分发挥出来，弥补了单一控制方法的制约和不足，只需要小功率的能量输入就能直接提供控制力，控制效果非常明显，调谐范围得以扩大，结构抗震系统的稳定性、实用性和安全性大大提升。

2.5智能控制

在土木工程结构减震方法中还有一种叫做智能控制算法，这种方法不依赖精确的结构模型，而且具有很强的学习及调整逼近能力。智能控制方法主要有两种：

1)模糊控制算法。模糊控制主要通过状态输出和控制输入的模糊逻辑关系，即模糊控制规则来实现系统的调节或控制。

2)神经网络控制算法。人工神经网络具有很强的非线性逼近、自学习和自适应、数据融合以及并行分布处理等能力，在多变量、强非线性系统的辨识、建模和控制中有明显的优势和应用前景。另一类结构智能控制是指采用诸如磁(电)流变液体、压电材料、磁(电)致伸缩材料和形状记忆合金等智能驱动器的主动控制或智能阻尼器的半主动控制。

结束语

总之，结构减震控制是一项系统且复杂的技术，在土木工程中应用结构减震控制能够有效提高建筑结构的抗震性能，减小甚至消除地震反应给建筑带来的危害，具有广阔的发展前景。随着结构减震技术的发展，减震控制系统的造价也在不断降低，土木工程减震结构建筑的经济效益将会越来越凸显，未来，结构减震技术和方法必将成为土木工程重要发展和应用趋势。

参考文献：

[1]开兴军，李小军，刘萍.土木工程结构减震控制方法综述[J]工业建筑.2006，43(8)：59-G3.

作者：李涛　陈晓亮

第二篇：土木工程结构抗震性能原理分析与结构减震技术

【摘 要】地震是较为严重的自然灾害，其对土木工程的影响较大。传统的抗震设计主要是增强结构的强度来对抗地震，此种思路已经被性能抗震与结构减震技术所替代，人们所追求的已经不是最为坚固的建筑而是可以消除或者降低地震破坏的结构形式与设计理念。

【关键词】抗震设计;性能减震;结构减震思路;结构减震技术

1 土木工程结构抗震性能原理分析

1.1 基本原理

当代土木工程抗震的研究已经进入到了一个新的阶段，人们对位移、能量等对建筑的影响进行了深入的研究。在上个世纪的末期学者对地震的研究中提出了性能抗震的设计方式，即土木减震结构在设计中满足使用功能外，利用不同的位移指标对结构进行性能调整，从而产生抗震效果。此种结构设计实际上就是对地震破坏进行定量或者半定量的控制，对地震的反应和损伤程度进行评价与预防，使其在预期的控制范围，从而在最经济的条件下控制地震造成的负面影响，其不仅仅可以保证生命安全也可以从性能目标上对建筑结构进行控制。性能目标所包括的有土木工程的场地、结构、重要性、投资效益、地震损失与重建因素等，以此对不同的抗震设计要求可以规定其结构到达适当的性能标准，即土木工程结构在某一个地震设防的水准下达到最大的损伤程度。同时其控制可以从土木工程的经济性上进行控制，即出现损坏时降低其使用功能与恢复的费用，将损失控制在最小。

目前结构抗震性能设计的方法有：承载力、位移分析、能量设计等，这些设计方式所考虑的基础不同也就形成了不同的结构抗震设计结果。基于承载力的设计已经成为了国际规范采用的主要设计标准。能量设计则是在上个世纪中期被提出，提出结构和内部设施被破坏的程度是由地震所产生的输入能量与结构消耗能量共同作用而形成最终的破坏结果，此方法可以直接对结构损坏情况进行评估，但是参数的选择则比较困难，因为无法选定一个相对固定的标准，因此使用起来较为困难。

1.2 性能设计理念

所谓性能抗震是设计就是先选定一个标准，将其确定为设计的目标，利用恰当的设计形式与合理的规划与结构选择、比例确定。保证土木工程的结构与非结构的细部构造设计更加合理，并控制其建造的质量与维护措施，使得工程在一定等级的地震影响下将破坏控制在一定的范围内。总结国内外的性能抗震设计思路主要有：对工程的整体结构进行合理协调;确定建筑的性能水平与性能目标，并保证其合理;概念性设计与西部抗震构造的结合;合理设计方法实现合理的性能目标等。

2 结构性减震技术

2.1 结构减震的基本原理

减震的思路是根据结构的地震反应，通过自动控制或者执行系统，主动的对结构施加一定的控制力，达到减小地震对结构的负面影响。从控制理论上看结构减震的方式主要有两种：一是被动控制技术，此种方法没有外部能源的供给，也称之为无源控制技术。主要包括了隔震与减震两种。主动控制技术则是为系统提供能源供给，也是一种有源减震技术。

2.2 减震技术的优势

目前在实际的土木工程中应用的减震技术有隔震与减震，其中隔震的措施应用较为广泛。此两种方式研究与应用都起始于上个世纪中期，末期技术提高了发展的速度与研究水平。这些积极的结构抗震方法与传统的消极抗震方式相比较优势如下：

2.2.1 结构性抗震与减震可以大幅度降低结构在地震作用中的变形，尽量使非结构件产生较少的破坏，从而减少震后的维修成本，对于一些典型的现代建筑非结构部分如：幕墙、饰面、公用设施等造价逐步提高，甚至可以达到建筑造价的五成以上，因此减少其损坏有现实意义。

2.2.2 可以大幅度降低结构部件受到的地震的影响，从而降低结构抗震的成本支出，提高结构抗震的可靠性。同时隔震方法可以准确的控制传导至结构上的最大地震应力，从而克服了设计抗震结构的难度，不需要准确确定载荷。

2.2.3 隔震与减震设施在地震后会产生变形与损坏，对其进行复位与修理也相对与结构修复更加的简单与经济，因此可以降低建筑震后的恢复费用。

2.3 结构减震的适应性

在对结构减震的实践中，证明采用隔震结合消能减震的技术可以对高烈度的地震进行防范，在7度的地震中检测表明其土木工程结构所承受的地震作用大致相当与5.5级的地震烈度对建筑产生的破坏性影响，其结构在遭遇地震的时候工作范围仍然在弹性范围内，降低了结构在地震中产生的加速度、位移、速度等不良反应，从而减轻或者消除了结构部件的损坏，对土木工程起到了很好的保护效果。同时将隔震与消能减震的设计可以将非线性与大变形组件统一进行控制与保护，利用阻尼器与隔震支座对其进行保护，这样就可以将设计、试验、建造的重点放在这些构件上，使得减震设计更加的具有目的性。因为结构处在弹性变形中因此对其进行分析与设计就更加的简单，分析结果越发可靠。

3 结束语

结构减震的技术从提出到今天已经有了长足的进步，在着几十年的时间里证明其相对于延性设计的方法而言，结构减震技术可以认为是对传统抗震设计的变革。全球多个地区的学者对此都作出了贡献，他们在此研究领域作出了大量的试验与理论研究，整个研究呈现出多元化发展的局面，且都获得了一定的成果。如：日本的学者在减震理论、设计方法、产品开发等方面都处在较为先进的位置。结构减震对地震破坏的控制理论种类多样，而产生的减震装置也类型众多，减震控制技术已经可以应用在大多数的土木工程中，从桥梁到建筑，从多层结构到高层结构，从钢筋混凝土结构到钢结构。在众多结构减震技术中研究成果较为成熟且应用广泛的就是前面提及的隔震与消能减震技术。其中隔震的技术在各类型的减震技术中效果较好，但是其应用的范围较为狭窄，对于超高层或者高宽比较大的土木工程建筑并不适用，因此其研究的方向集中在：高程减震的隔震设计理论与方法研究;从土体-基础-结构共同协调作用入手的隔震结构的受力分析;高阻尼橡胶减震设施、位移支座的开发等。虽然消能减震技术的抗震效果不如隔震技术措施，但是其应用的范围广泛，目前研究发展的重点是：消能减震结构的应用设计;隔震阻尼其的研发与标准化制定。总之，未来的抗震结构设计应在消除地震负面影响的思路上发展，并以此为基础设计出更加实用的隔震与减震结构，保证建筑在地震中受到的破坏最小。

参考文献：

[1]王卫勇.浅议结构减震在建筑中的应用[J].山西建筑,2008,(19)

[2]邱晓平.土木工程结构的抗震设计探讨[J].林业科技情报,2007,(03)

[3]闫建军,史忠亚.试论土木工程的结构抗震设防[J].科技信息,2010,(18)

作者：刘辉

第三篇：建筑结构结构设计与施工中岩土工程问题分析

摘要：近些年来我国的经济不断地发展，城市化建设的程度不断加深，与此同时建筑行业得到了很好的发展，我国幅员辽阔，在施工过程中会遇到不同的土质与环境，不同的土质与环境对建筑结构的要求也有所差别，因此在施工过程中一定要注意结合具体实际情况对建筑结构进行设计，从而保证建筑结构的稳定性，从而保证建筑安全。岩土工程作为建筑工程中的重要组成部分，在很大程度上决定着建筑结构的稳定性与建筑工程的质量。本文将对建筑结构设计与施工中岩土工程常见的问题进行分析。

关键词：建筑结构设计;岩土工程问题;分析

在建筑工程正式施工之前，必须要进行地基基础设计，地基基础设计也是建筑结构设计的重要内容之一，地基基础设计的合理性与否将直接影响整个建筑结构的稳定性与牢固性，为了让地基基础设计更加合理，相关工作人员必须要获得可靠的岩土工程勘察结果，所以岩土工程对于保障建筑结构的稳定性而言至关重要，当前我国在岩土工程施工过程中还存在一些问题，有关团队必须结合这些常见的问题不断对施工方案进行优化，从而保证整个建筑工程的质量。

1岩土工程与建筑结构设计概述

1.1地基设计

地基可以对建筑物起到一个支撑作用，从而保证建筑结构整体的稳定，建筑物下面的土体或者岩石就是地基，如果地基条件比较好的話，就可以经过简单处理后直接在原始的地基上面进行施工建设，但是如果地基基础不够好，土质差或者不稳定的话，就要通过一系列的操作来将其稳固，或者是直接建设人造地基，在对地基进行处理的过程中，通常会用到清除换填、注浆加固、砂碎石桩及搅拌桩挤密加固等措施对地基进行处理。建筑物的作用力会长期的作用到地基身上，为了保证建筑物的稳定与人员的安全，一定要保证地基的抗压能力，常见的会对地基造成破坏的因素包括水土流失导致的土地塌陷或是膨胀，还有来自建筑物本身的重力，因此在对地基进行设计的时候一定要综合考虑这些因素[1]。

1.2岩土工程

岩土工程的勘察工作对于地基设计以及建筑结构来说至关重要，只有保证勘察数据的准确性与可靠性才能更好的保证工程质量。在进行岩土勘测的时候，要做好地质条件的分析工作，对施工现场的土层土质的采集与试验工作，同时要对目标建筑周围的地区进行测绘与调查，得到这些基础数据后要对这些数据进行分析，最终对所在地的地址进行全方位的评价，从而帮助设计人员判断建筑物的结构设计与建筑工程施工的可行性。

2岩土工程中的常见问题

2.1准备不充分，勘察不全面

在进行地质勘察工作之前，一定要做好相关准备工作，准备的足够充分，才能让施工顺利进行，然而在实际操作过程中，很多勘测团队对准备工作的重视程度不够，导致后期会出现一些问题，或者平时不注重积累与经验交谈，导致整个团队应对突发状况的能力弱，在施工之前忽视对相关数据的收集，在施工过程中对数据的收集与整理能力也比较弱。

2.2岩土工程的建筑结构设计的配合度不高

岩土工程本身就是为建筑结构设计服务的，然而在实际施工过程中，二者的配合度不够从而导致岩土工程没有发挥好自身的作用。为了保证建筑结构设计的科学与合理，岩土工程必须保证勘测数据的准确性，不过在实际施工过程中由于施工团队对于先进技术的使用不够，对人力与施工人员的经验依赖性比较大，得出的数据缺乏准确性，从而导致没有为结构设计人员提供一个好的数据基础。

2.3岩土工程施工的复杂性

岩土施工过程中存在的不确定性影响因素比较多，施工难度比较大，而且不同的施工地区对施工技术的要求也不尽相同，不同的岩层地质对施工技术的要求也不相同，还有一些岩层结构比较复杂的边远地区，即便是在同一个地区的同一个岩层地质结构也会不同，而且岩土工程施工同周围的岩土结构关联性也比较强，所以岩土工程施工是一项十分复杂的工作，对施工人员的技术与经验要求很高[2]。

3提升岩土工程与建筑结构设计工作的有效措施

3.1完善相关管理制度，加强岩土工程与结构设计部门间的沟通

为了保证整个建筑工程项目的顺利进行，企业可以通过完善相关管理制度，制定一系列的施工操作规范，从而保证各个部门与人员各司其职，按照规章制度办事，按照有关操作标准来进行施工。在进行岩石工程施工之前，一定要做好岩土勘测工作，同时，勘测工作与相关设计人员之间要加强沟通，设计人员可以加入到岩土勘测工作中去，从而对岩土勘测工作更加了解，在进行建筑结构设计的过程中能够更好的结合相关数据进行设计，从而进一步保证建筑结构设计的合理性。在进行岩土勘测工作的过程中，需要综合运用地质统计技术、地理信息技术，将这两项技术同岩土建模技术结合起来，从而让地基设计与建筑结构设计更加具有针对性。

3.2提高施工人员的综合素质

岩土工程的复杂性要求相关工作人员，尤其是施工人员具备一定的专业能力，为此，针对岩土工程施工中的重难点，企业应该为施工人员提供定期培训，从而保证施工人员能够更快获得施工经验，提高自身的技术水平。随着科学技术水平的提高，现代化技术已经能够代替一部分人力，从而在一定程度上降低了对施工人员的要求，但是现代化技术应用水平对施工人员来说却越来越重要，所以企业还应该对施工人员的高新技术使用能力进行培训，从而减少人为因素对工程质量的影响，提高工程效率与质量[3]。

3.3加强对新技术的应用

3.3.1深井施工技术

随着行业的不断发展与进步，渐渐出现了一些新的技术手段，深井施工技术就是一种应用比较广泛的施工技术。这项施工技术由于涉及的范围比较小、对环境的影响小等优势已经被广泛的应用到现在的岩土工程施工当中，在建筑工程施工过程中，如果是要对管线进行施工，就要尽可能的经居民区避开，这时候深井施工技术的优势就可以得到展现，这项技术还可以通过减少施工量来减少很多的人力和物力，在施工的过程中，先是按照预先设定的深度进行填埋，从而增加结构的稳定性，承载更重的建筑和更广的面积。

3.3.2喷射混凝土技术

将提前配比好的混凝土采用喷射的方式覆盖到墙面上的方式就是喷射混凝土技术，通过喷射，可以精准的将混凝土覆盖到指定的位置上，从而精准的对需要加固的墙面等地方进行加固现在的岩土施工中经常会用到这项技术。

3.4岩土工程施工的优化措施

在对桩基进行施工的过程中，为了防止因为岩面塌陷导致安全事故，可以增加一层防护膜，对于溶洞厚度比较小的地质，可以采用泥浆护壁的方法进行施工，在设置防护层的时候要结合实际情况对层数进行选择。地下连续墙作为岩土工程施工的重难点，在施工过程中一定要保证泥浆的制作质量，同时做好对施工人员的控制工作。

4结语

综上所述，岩土工程施工与建筑结构的设计密切相关，要想保证建筑结构的稳定，一定要保证岩土工程施工质量，为此，针对岩土工程施工过程中常见的问题要有针对性地采取相关措施进行解决，从而保证整个建筑工程的质量。

参考文献

[1]乔书占.地基处理和岩土工程勘察中的常见问题研究[J].建筑工程技术与设计，2018，(15)：158-158.

[2]张海东，王凯晓，甘宁.建筑钢结构设计存在的问题与对策[J].建筑建材装饰，2018，(9)：174-175.

[3]缪圣东.岩土工程施工中深基坑支护问题探析[J].建筑工程技术与设计，2018，(28)：3122-3122.

作者简介：张昊为(1984.10-)，男，汉族，陕西宝鸡人，工程师，硕士，研究方向：结构。

作者：张昊为