抗震技術論文范例

摘要：基于教育部提出的“新工科”建設，應滿足學生“求知、增能、成才”的需求。基于文獻統計法，以“建筑結構”、“建筑結構課程”為關鍵詞，獲取建筑結構涉及內容和課程改革方向。剖析了傳統工科建筑學專業建筑結構課程在教學過程中存在的問題，主要包括學生學習興趣缺乏、力學基礎薄弱、教學手段單一、傳統工程教育模式弊端等。結合智慧建筑與智能城市，提出了建筑結構課程教學改革方案，優化課程內容，豐富教學手段等，以期為建筑類專業工程教育教學改革提供借鑒。

關鍵詞：新工科；建筑結構；教學改革；教學方法

2017年，教育部啟動了“新工科”發展研究工作[1-2]，強調把握人才培養工作新形勢，滿足學生“求知、增能、成才”需求，增加參與創新創業實踐及高質量就業機會。隨著工業智能新技術的普及與應用，智慧建筑與智能城市引領新的建筑方向、建筑設計和建筑理念轉變。同時，伴隨著學生培養目標改變，需培養基礎理論扎實、知識面廣及實踐能力突出的技術性人才。建筑學作為傳統工科專業，工程實踐涉及面廣，為培養適應新形勢下的技術人才，建筑結構技術教育必不可少。建筑結構是面向建筑學專業開設的專業基礎課程，對完善學生知識結構體系具有重要作用，為后續課程學習奠定基礎。同時，課程知識點作為建筑行業建造師、注冊結構工程師的考試內容，對學生職業能力培養具有重要意義。建筑結構課程內容涵蓋鋼筋混凝土結構、砌體結構、鋼結構、建筑結構抗震基本知識和結構識圖等，學習建筑結構基本構件受力特性，研究建筑構件設計類型、材料選擇、構造要求等問題，使學生具有方案設計和建筑施工圖設計的初步能力。建筑結構課程知識點涉及面廣、公式繁雜冗長、工程實踐性較強，學生普遍認為課程學習難度大，容易產生厭學情緒。傳統教學過程中存在重藝術、輕技術，重系統知識、輕專業需要的問題，違背了“新工科”人才培養理念。因此，有必要對建筑結構課程的教學方法進行改革，課程內容應以“必需，夠用”為度，密切聯系工程實際，學習建筑智能技術，提升工程應用能力，使學生能夠較好地適應新形勢下的崗位需求。

一、建筑結構文獻統計分析

為對建筑結構課程教學內容、教學方法及存在問題達到理性認識，采用文獻統計方法對知網文獻數據庫中公開發表的論文進行檢索，直觀展示所選文獻資料的關系網絡、學科分布和論文數量統計等。以“建筑結構”為關鍵詞，檢索到期刊論文共66278篇，涉及高層建筑、結構設計、鋼筋混凝土結構、鋼結構、抗震性能與抗震設計等方面，論文內容大多數與工程實際相關，包括建筑工程施工技術、多層框架房屋結構設計、BIM技術在裝配式建筑結構設計應用等。論文研究基礎與建筑結構課程關聯度較大，運用建筑結構課程知識較多，凸顯了建筑結構課程在建筑工程應用的重要性。以“建筑結構課程”為關鍵詞，檢索到期刊論文共566篇，與建筑結構課程相關的關鍵詞涉及教學改革、項目教學法、課程設計、土木工程專業、鋼結構、高職院校等，文獻涵蓋了課程的開設群體、開設專業、課程內容、教學方法及課程改革方向。其中，與教學方法及教學改革相關聯的論文占比例較大，反映了“新工科”背景下建筑結構課程改革勢在必行。為了更好地分析建筑結構課程存在的問題及改革方向，基于文獻統計法對開設學時、開設專業、學生類別及教學方法進行歸納分析，如表1所示。

二、建筑力學課程教學存在的問題

建筑結構課程教學質量影響因素較多，既有外界因素，又包括教師因素、學生因素等。本文基于文獻統計匯總建筑結構課程教授過程中存在的問題，結合近兩年面向建筑學專業、房地產開發與管理專業授課情況，闡述影響建筑結構課程教學質量的因素。

1專著、論文集、學位論文、報告

[序號]主要責任者.文獻題名[文獻標識類型].出版地：出版者，出版年.起止頁碼(可選項).

[1]劉長浥，王偉勝，趙海翔，等.風力發電機[M].北京：中國電力出版社，2009.42-76.

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

[2]江濤.信息技術國際研討會論文集[C].北京：中國社會科學出版社，1994.

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

[3]田苗苗.變風載下風力發電機齒輪傳動系統動力學特性研究[D].重慶：重慶大學機械工程學院，2010.

一、結構減震的概念和分類

早在上世紀七十年代，姚治平先生首次明確的提出了土建工程中的結構控制概念，并在論文“土木工程結構減震概念”以及以后的論文中都相應的指出了：應用結構的控制系統是一個解決土木工程這種安全性問題的可替代的方法，這為結構理論在土木工程中防震問題中提出了全新的方向。在近三十年的發展歷程中，國內外的相關學者在土木工程的結構控制的方式、實驗以及工程的應用方面都取得良好的研究成果，工程結構控制概念可以解釋為：通過對工程結構施加相應的控制體系，通過控制體系和結構來共同承擔受震的作用，以此來調節和降低工程結構中的振動效應。

二、隔震控制技術

（一）隔震控制技術原理

在土木工程的建設當中，隔震控制技術就是對由地震所產生的振動對建筑的整體結構的隔離作用。工程中的防震體系基本都設置在工程結構的最底部和基礎工程頂面之間，使得上部的結構和基礎相分離。通過隔震體系來隔離地震波所產生的向上沖擊力，延長工程結構的基本周期，從而降低建筑物的地震反應，是的工程整體的加速度變下，通過隔震系統來分擔地震所產生的能量，以此來達到減震的作用。通過地震的反應圖譜可以看出，隨著周期的變大，加速度的反應譜慢慢的減小，通常在底層建筑的剛度很大，所以說周期變短，在發聲振動的時候，輸入其中的加速度很大，要是采用相應的措施來增加和延長工程結構的基本自震周期，讓其還禮場地中的卓越周期，讓工程結構的基頻處在地震產生高能量的頻段以外，通過這種方式可以有效的降低建筑物輸入的加速度。通過地震的反應譜可以看出，當周期變大的時候，反應的位移將會增加。

（二）對橡膠支座的運用

當前用在建筑防震中的橡膠支座是由橡膠片與薄片增強鋼板，通過粘合和硫化加工而成的，通過現代化橡膠的化工技術的加工制造。它在水平方向上的剛度比較低，而在垂直方向上的剛度很高。這種規格的橡膠支座最早是在橋梁施工中被應用。建筑和橋梁施工所應用的橡膠支座在結構上基本是相同的，都有相同的結構動力學的標準和要求，也同樣的具有耐久性、穩定性以及包含防火在內的耐受性等，在地震產生的能量沖擊下，橡膠支座會隔離建筑體在水平方向的運動分量，而在垂直方向上基本保持不動。通過這種方法不但可以隔離因為地鐵或者是公交所產生的高頻率的振動，同時還可以防止工程結構不會受到地震或者是其他原因產生振動的影響。

摘要：推進課程思政建設是高等學校落實“立德樹人”根本任務的重要舉措，是提高學生培養質量的重要任務。通過對目前專業課課程思政存在專業教師認識不夠和能力不強、課程學時不足及考核操作性不強等問題的分析，文章以“結構抗震設計”課程為例，對專業課程中思政元素的挖掘、思政目標與課程目標的對標設計、思政內容的融入模式以及思政網絡第二課堂的構建等進行了理論研究，為進一步落實課程思政實踐提供依據。

關鍵詞：結構抗震設計；土木工程；課程思政；專業課程

大學階段是人生發展的重要時期，學生的心理還不夠穩定，具體體現在認知不成熟、容易受外界環境影響、自我調節能力差等。如何正確引導學生把實現自己的人生價值與為社會主義現代化建設事業貢獻力量以及實現中華民族偉大復興聯系起來是高等學校思想政治工作的根本任務。2016年，全國高校思想政治會議召開，總書記發表重要講話，他強調：“高校思想政治工作關系高校培養什么樣的人、如何培養人以及為誰培養人這個根本問題。要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人。[1]”2020年，教育部印發的《高等學校課程思政建設指導綱要》通知，指出全面推進課程思政建設是落實“立德樹人”根本任務的戰略舉措，課程思政建設是全面提高人才培養質量的重要任務[2]。因此，高等學校要落實“立德樹人”根本任務、實現三全育人的新格局，應該實現整個高等教育過程中所有課程的思政建設，這是所有任課教師的職責，而不能僅依靠思想政治理論課任課教師[3]。“結構抗震設計”與“結構力學”“混凝土結構與砌體結構設計”“鋼結構設計”“高層建筑結構設計”等專業課程聯系密切，開課學期為第7學期，是一門重要的綜合性課程。它主要講述地震的基本知識、地震反應分析和地震作用計算、各種結構抗震設計等知識點，綜合性較強又囊括社會文明進步、人類安居樂業的重要知識，非常適合開展專業知識與思政教育融合的教學改革。本文以“結構抗震設計”課程為例，結合課程內容找準切入點滲透思政教育，明確專業知識目標、思政目標和思政對標設計，并在挖掘思政元素，完善融入思政內容的知識體系、創新教學方法等方面，對該課程思政建設進行改革與實踐探索。

一、土木工程專業課程思政教育存在的問題

根據目前查閱到的相關資料來看，國內高校土木工程專業課程思政的教學改革均處于起步階段。土木工程專業課程眾多，課程之間聯系緊密，但也存在差異。近幾年，蘇州科技大學、鄭州大學和東北電力大學等高校教師分別針對“土建工程基礎”“路基路面工程”“土木工程概論”等課程思政展開了教學改革與實踐研究[4]，存在的問題如下。

（一）專業課教師對課程思政認識不夠，能力有待加強

華南理工大學教務處處長項聰博士在“課程思政的三重境界”中指出，“課程是學校為實現培養目標而選擇的教育內容及其進程的總和，也是實現國家育人目標的重要載體”[5]。因此高校課程思政是正確引導大學生的價值觀、全面提高學生培養質量的必然要求和唯一捷徑。要想圓滿完成課程思政建設，高校專業課教師必須深刻理解什么是課程思政、為什么要進行課程思政、如何進行課程思政教學改革等問題，有了理論基礎才能指導實踐，才能在專業課的教學中自覺尋找思政元素，讓思政內容和專業知識無縫銜接，完成課程的思政目標，達到潤物細無聲的育人目標。目前國內高校普遍存在的問題是課程思政依賴于思政課教師所講授的內容，學校在晉職稱和人才選拔等方面偏重考查教師是否申請了國家級項目、是否發表了高水平論文等科研能力的提升，而忽略教師思政素質的培養，導致專業課教師的課程思政認識不夠。教師的思政能力是提升課程思政教學質量的決定性要素，要想構建全員、全程、全方位育人的新格局，專業課教師就必須具備一定的思政能力。

【摘要】對比低層建筑，高層建筑結構設計更為復雜，并且會受到更多因素的影響。為保證建筑結構設計的穩定性，需要考慮建筑體型比例關系的同時，對地基沉降、溫度、風力及地震等因素進行全面的考慮。另外，高層建筑結構設計是否科學，對高層建筑的實際施工有直接影響，并會為后期的養護造成不便。因此，高層建筑結構設計具有較大的難度，如果沒有妥善處理設計中存在的一些常見問題，高層建筑結構設計質量將嚴重降低。據此，論文在分析高層建筑結構設計存在的問題的基礎上，提出了一些優化措施，希望可以為改進高層建筑結構設計提供參考。

【關鍵詞】高層建筑；結構設計；問題；優化措施

1引言

盡管我國高層建筑結構設計起步相對較晚，但近年來，我國各大城市高層建筑數量倍增，甚至出現了很多超高層建筑。在高層建筑中，結構設計至關重要，對高層建筑的使用質量與使用壽命有決定性影響。由于業主對建筑的設計與功能的要求不斷提高，無形中對高層建筑結構的設計人員也提出了更高的要求。唯有妥善解決高層建筑結構設計中存在的常見問題，才可以提高高層建筑的建設質量，并為高層建筑結構的合理設計與使用安全提供保障。

2高層建筑結構設計中的常見問題

2.1扭轉問題。建筑“三心”主要指建筑結構的幾何形心、結構重心及剛度中心，“三心合一”時，建筑結構的穩定性最強。然而由于受到地基形狀與建筑功能要求等因素的影響，在許多情況下，建筑體型是不規則的，設計中也難以實現“三心合一”，致使建筑結構出現扭轉問題，進而影響建筑結構的穩定性[1]。

2.2抗風問題。因為高層建筑的樓層較多并且高度較高，所以，相對其他建筑，高層建筑更容易改變風的流動性與空氣的動力效應。由于建筑的剛架結構以及玻璃幕墻等柔性結構的剛度較小，在風荷載較大的情況下，很容易破壞建筑物的墻體、裝飾結構及支撐結構，降低建筑物的穩定性。因此，進行高層建筑結構設計時，需要對結構進行抗風設計，防止建筑物受自然因素的影響而存在隱患[2]。

【摘要】為了改善高層房屋建筑結構設計方案，從提升結構抗震性能出發，以平面調整、剪力墻布置作為優化方向，對房屋建筑結構設計進行優化研究。論文闡述房屋建筑結構設計存在的問題，結合工程案例，闡述基于結構設計優化的房屋建筑結構抗震性能改進的具體思路和方法。

【關鍵詞】結構設計優化；位移比；位移角；剪力墻

1引言

在經濟迅速發展的時代背景下，人們對房屋建筑實用性、功能性等要求越來越高[1]，高層住宅成為當代人們關注的重點。為了提高住宅的品質，滿足當代人們對房屋建筑品質的追求，住宅結構設計的要求越來越高。如果結構布置不合理，尤其是作為關鍵構件的剪力墻，如果布置不當，受風荷載或者受到地震等自然災害影響時，結構位移很難達到標準要求[2]。地震災害對建筑結構的影響相對較大，在高烈度地區尤為明顯。所以，急需探究基于提升抗震性能的高層房屋結構優化設計方案。目前，針對高層房屋結構設計及優化的研究比較多，本文嘗試引入結構設計優化思想，從不同的視角提出新的房屋建筑結構設計方案優化思路。

2房屋建筑結構設計存在的問題

高層房屋建筑對抗震性能的要求更高，為了滿足此項要求，目前很多設計方案從墻體長度、厚度出發來提高結構整體支撐力及抗側力能力，以此改善建筑結構的抗震性能[3]。然而這種設計方案在模擬分析和實踐操作中體現出的性能都較差，未能達到高層建筑抗震規范要求。所以，當前許多高層房屋建筑結構設計雖然布置了較多的剪力墻，但計算結果顯示仍存在嚴重的抗震性能不足的問題。

3基于結構設計優化的房屋建筑結構抗震性能改進

摘要:某高層建筑，結構形式為鋼框架(鋼管混凝土柱)—支撐體系，通過荷載的精細化取值、梁規格的合理選型及計算參數的調整等方面，對原結構設計進行了優化，并對優化前后結構的規則性、側移、自振周期及振型等整體指標進行了比較分析。結果表明，通過本次優化，用鋼量降低了12%，同時并未降低原結構的安全儲備。結合實際工程，對優化及抗震設計過程中的要點進行了分析，期望能夠為高層建筑鋼結構的優化設計提供有益的參考。

關鍵詞:高層鋼結構建筑，優化設計，結構形式

1概述

近年來，裝配式建筑得到了政府的大力推廣，其中鋼結構工程主要是通過工廠化的形式生產各類結構構件，實現全生命周期的設計，包括生產、施工和安裝等環節，具有節能環保的社會效益，在裝配式建筑中具有明顯的優勢。因此在高層住宅、公寓等建筑中，鋼結構作為結構主體的應用得到了較大規模的普及。而經濟性能是影響其應用的一個關鍵問題，如何控制工程造價，充分發揮鋼結構建筑技術經濟上的綜合優勢，工程設計是一個非常重要和關鍵的階段。

2工程概況

2．1工程簡介。本工程地上10層，地下2層，其中地上部分使用功能為公寓和辦公，地下部分為車庫。地上部分總建筑面積為135525m2，分為A座、B座兩部分，層高為48．72m，每部分通過抗震縫分為四個單體，平面布置如圖1所示。結構層高見圖2。該工程結構設計基準期50年，安全等級二級，抗震設防烈度8度，地震分組第二組，場地類別三類，抗震設防分類為丙類。適用的主要鋼結構規范為GB50017—2017鋼結構設計標準［1］及JGJ99—2015高層民用建筑鋼結構技術規程［2］。

2．2原結構設計評價。1)每部分通過防震縫劃分為4個結構單元，各單元功能單一且有單獨的疏散出入口，獨立承擔地震作用，彼此之間沒有相互作用，地震發生時人流疏散較容易。并且結構分析模型較簡單，容易估計其地震作用及抗震措施，但需考慮扭轉地震效應。2)結構體系為鋼框架—中心支撐，支撐起到如同剪力墻的作用，有效提高了抗側剛度?？蚣苤x用鋼管混凝土柱，可以充分發揮結構良好的抗側能力和優越的承壓性能，且寬厚比構造要求寬松，柱的用鋼量較為節省。3)公寓部分的LOFT夾層作為面荷載施加于下層梁板處，未考慮夾層結構抗側移剛度，且易存在豎向荷載傳遞不準確問題［3］，部分荷載取值較大。4)鋼梁多為熱軋H型鋼，焊接H型鋼也多為中翼緣，承載力富余較多，截面利用率偏低。

【摘要】多孔材料是一種新興的材料，制備較易，成本較低。相對于一般連續介質材料而言，多孔材料具有比強度高、比表面積高、相對密度低、重量輕、隔音、隔熱等優點。它最大的特點是具有排列規則、大小可調的孔道結構，在建筑材料中也有很多的應用。因此，對非均勻孔洞與均勻孔洞建筑材料力學性能的研究是很重要的課題。論文通過建立非均勻孔洞和均勻孔洞的有限元模型，對比分析兩種模型的受力性能，更好地進行多孔建筑材料的推廣和使用。

【關鍵詞】多孔建筑材料；非均勻孔洞；均勻孔洞；力學性能

1引言

多孔材料內部有一系列相互連通或封閉的孔洞，構成網狀結構。多孔材料性能優良，具有較高的孔隙率和比面積、良好的化學性能、物理性能、吸附性能和滲透性能。目前已經成為重要的功能結構材料，廣泛應用于石油化工、航空航天、建筑材料、過濾分離等領域，并作為催化劑、超級電容器、吸附劑和過濾裝置等使用[1]。但是多孔材料在制作工藝上也存在一定的困難，在制作材料時，孔洞要與承壓面垂直，這就對原材料的要求比較高，在多孔材料的制備技術研發上能力不足，生產效率低下。此外，在制備過程中，對材料中的孔徑及孔隙度等微觀結構仍不能進行很好的控制與調控。近年來，我國也在不斷推進對多孔材料的制備及應用研究，并且取得了很大進展。多孔結構材料在建筑材料中的應用很多，主要集中在砌筑材料和混凝土材料，如焦渣空心磚、水泥空心磚、小型混凝土砌塊、空心粘土磚、加氣混凝土砌塊等以及加氣混凝土、大孔性混凝土、粉煤灰加氣混凝土等。多孔材料中非均勻孔洞與均勻孔洞對材料性能的影響是不同的。本文基于ABAQUS軟件，通過建立非均勻孔洞模型和均勻孔洞模型，分析研究其對材料性能產生的不同影響。

2多孔材料的特性

多孔材料是一種特殊的結構，可以看作材料與空氣的復合材料，這樣不僅可以減輕材料的質量，又可以很好地實現各種功能。由于具備很多優異性能，多孔材料在航空航天、石油化工以及建筑工程等領域都具有廣泛的應用價值。①質量輕，強度高。多孔材料內部有很多孔隙，或分布均勻，或分布不均與，比強度和比模量高。例如，泡沫鋁的表觀密度為200～500kg/m3，屈服強度為20～60MPa，比強度在0.04～0.3MPa·kg/m3，遠高于普通混凝土0.012MPa·kg/m3和低碳鋼0.053MPa·kg/m3的數值[2]。輕質高強材料應用于新型墻體中，既能確保材料輕質環保又能滿足高層建筑墻體要求，促進了我國建筑材料行業的發展。②吸聲性能好。多孔材料由于具有大量內外連通的孔洞和孔隙，當聲波射入內部時，會引起空隙中空氣的振動?？紫秲瓤諝獾酿獙е乱妨σ鹂諝獗砻娈a生剪應力，從而產生聲阻尼，使聲能轉換為熱能[3]。在材料進行安裝時，多孔材料背后留有空腔，低頻的吸聲系數會有所提高。例如，無機高強隔聲板是一種既可以隔聲又能夠防潮防腐的板材。當室內濕度偏高時，多孔結構可以吸收濕氣，調節濕度，使它具有良好的透氣性能。

3非均勻孔洞與均勻孔洞對材料性能的影響