工程结构抗震与防灾

第一章结构抗震基本知识

1）体波：纵波（Primary）、横波（Secondary）

面波：洛夫波、瑞雷波

2）地震烈度：表示地震时一定地点地面振动强弱的尺度（震级是表征地震强弱的指标，是地震释放多少能量的尺度），是地震对地面影响的强烈程度，主要依据宏观的地震影响和破坏现象加以区分。

3）地震动的三个基本要素：地震动的幅值（加速度、速度、位移）、频谱（设计反应谱）和持时（一方面，动力放大系数当中考虑了持时；另一方面，时程分析法当中也有地震持续时间参数）。

4）抗震设防烈度：基本烈度，超越概率为63.2%

众值烈度（多遇地震）：1.55，10%

罕遇地震烈度：1，2%-3%

需要注意的是，抗震设计时，抗震设防烈度对应的是相应多遇地震烈度的地震动参数

5）抗震设防目标：“三水准”（小震不坏、中震可修、大震不倒）

6）抗震设计方法：“两阶段”（第一阶段，验算多遇地震作用下结构弹性工况下的承载力与变形，同时满足第一水准和第二水准的要求，再通过概念设计与构造措施来满足第三水准的要求；第二阶段，验算罕遇地震作用下结构薄弱层的弹塑性层间位移，并采取相应的构造措施，防倒塌）

7）抗震设防烈度的确定：甲类地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求，抗震措施应符合本地区抗震设防烈度提高1度的要求；乙类地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求，抗震措施应符合本地区抗震设防烈度提高1度的要求；丁类地震作用仍应符合本地区抗震设防烈度的要求，抗震措施应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低。

8）建筑场地划分依据：等效剪切波速与覆盖层厚度

9）场地土液化

a.影响因素：地质年代、土粒组成与密实程度、黏粒含量、埋置深度与地下水位深度、地震烈度和地震持续时间

b.判别：两阶段（初步判别、标准贯入试验判别）

第二章结构抗震计算

1）

a.结构抗震计算包括地震作用S与结构抗力R的计算；

b.结构重要性系数已考虑在抗震等级的选取中；

c.是考虑短时荷载下材料强度的提高系数。

2）反应谱：单自由度弹性体系在给定的地震作用下某个反应量的最大值与体系自振周期的关系曲线。

3）

a.为地震系数，仅与地震烈度有关，而与结构性能无关；

b.为动力系数，《规范》取为一定值，即；

c.仅与地震烈度有关。

4）加速度设计反应谱中的设计参数

a.与阻尼有关，而与地基土、空气等因素有关，对钢筋混凝土结构，，；

b.与地震烈度、设计地动加速度有关，也与验算工况（多遇地震、罕遇地震）有关；

c.与场地土类别（等效剪切波速、覆盖层厚度）、设计地震分组（震级、震中距）有关，也与验算工况有关（0.05）；

d.T与结构自身刚度、质量有关（—>）；

f.加速度反应谱中的几个折点：0.1、、5、6.0；加速度反应谱中的：、

5）=

a.振型的物理意义：某一振型在振动过程中所引起的惯性力不在其他振型上做功；

b.表示j振型i质点处的最大地震作用力，是一个最值，但相应于各振型的最大地震作用力不会同时发生，《规范》采用SRSS法计算地震产生的地震作用效应（外围构件采用乘以放大系数考虑扭转作用）；

c.表示j振型i质点的相对位移，通常取振型顶层处相对位移为+1。

6）

a.（；局部突出，）；

b.两个质点及以上，其中0.85为高振型影响系数；

c.为楼高，即楼层距地面的高度；

d.是考虑高振型对基本周期较长（）的结构上部震害影响更大而进行的修正，修正后顶部地震作用效应（是准的）；

e.鞭梢效应，，，即局部突出部分地震剪力乘以放大系数3，但扩大的2倍不往下传递；

f.，，，，即附加地震力置于主体房屋顶部。

g.底部剪力法假设结构振动反应以第一振型为主，并且第一振型接近直线。

7）：a.地震影响系数在长周期段下降较快，按反应谱计算的地震作用明显减小，计算出来的地震作用效应可能太小；b.长周期结构受地面运动速度和位移的影响更大而上述设计方法均是基于地面运动加速度，故而运用最小地震剪力来考虑可能因设计方法不同而带来的差异。

8）

a.为罕遇地震作用下楼层弹性地震剪力，为罕遇地震作用下按弹性分析的层间位移；

b.与的大小以及均匀程度（1.5）、薄弱层部位或总层数有关。

9）考虑扭转影响时，体系震动具有以下特点：体系自由度数目大大增加，各振型的频率间隔大为缩短，相邻较高振型的频率可能非常接近，扭转分量的影响并不一定随着频率的增高而递减，有时较高振型的影响可能大于低振型的影响，因此振型组合时应考虑振型相关性。

第三章建筑结构抗震设计

1）结构抗震概念设计：

a.地段；

b.建筑场地和地基（薄的场地覆盖层和坚实的场地土场地的特征周期）；

c.体型（结构体系建筑物的自振周期、结构规则扭矩（平面）和变形集中（竖向）、高度合适地震力和倾覆力矩、高宽比合理侧移和基地倾覆力矩、防震缝）；

d.结构构件布置（抗侧刚度很大的结构构件宜在平面上居中对称布置刚度中心与质量中心重合、抗震墙宜沿房屋周边布置抗扭刚度和抗倾覆能力）；

e.结构材料（钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25强度储备、钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.3能够按预期进入屈服保证延性、混凝土强度等级不能太低锚固、混凝土强度等级不能太高脆性破坏）；

f.破坏模式（抗震防线优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙，或选择轴压比较小的抗震墙、实墙筒体之类的构件作为第一道防线，以期通过第一道防线的破坏耗能，同时保证第一道防线的失效不会导致整个结构的失效，也就是保证竖向荷载的传递路径不中断；结构延性竖向可能出现塑性变形集中的楼层（薄弱层）构件，平面转角处、突变处、不同平面各翼相接处构件，第一道防线构件，同一构件中的关键杆件（底层柱、抗震墙的底部加强区）、同一杆件中的关键部位（梁的两端、柱的两端、抗震墙肢的根部）；减震；耗能机制（弯曲耗能））；

g.结构变形；

h.整体性；

i.房屋自重；

j.非结构构件；

2）框架抗震设计：

a.震害（框架柱柱端弯剪破坏、柱身剪切破坏、角柱破坏、短柱破坏、柱牛腿破坏，框架梁梁端屈服后受剪承载力不足发生剪切破坏，梁柱节点核心区混凝土剪碎、梁筋锚固破坏、脆性断裂，填充墙（下重上轻框架变形模式属于剪切型，层间位移下大上小）剪切破坏、沿柱周边开裂；抗震墙（底层框架部分所承担的地震倾覆力矩大于结构总倾覆力矩的50%）连梁剪切破坏（深梁、）、抗震墙的水平裂缝（受拉）和剪切斜裂缝（墙肢高宽比过小，抗侧刚度过大，剪力过大））；

b.抗震设计

屈服机制（总体机制塑性铰在梁端、底层柱根部形成、楼层机制塑性铰全在柱端、混合机制）破坏模式（强柱弱梁：，强节点弱构件：，强剪弱弯：、）加强构件延性（柱：剪压比（最小截面）防止斜压破坏（脆性破坏）、充分发挥箍筋作用，轴压比防止小偏心受压破坏，最小配箍率防止斜拉破坏，纵向钢筋最小总配筋率避免柱过早屈服并获得较大的屈服变形，柱端约束（加密箍筋、最小体积配箍率）承担柱子剪力、提高核心区混凝土抗压强度和变形能力、给纵向钢筋提供侧向支撑防止其压曲；梁：剪压比防止斜压破坏，截面宽度塑性铰区混凝土保护层厚度符合要求、提高节点受剪承载力，高宽比利于混凝土约束并保证平面外刚度，高跨比避免形成短梁，纵向受拉钢筋配筋率避免压区混凝土过早被压碎，受压钢筋与受拉钢筋满足一定比例减小受压区混凝土高度、抵抗可能出现的正弯矩，加密箍筋；梁筋锚固）

c.反弯点偏离柱的中部、地震作用使柱双向偏心受压、楼板钢筋参与工作提高梁的承载能力、梁底受压区钢筋对梁的承载能力的影响都会使得“强柱弱梁”难以实现（1.6）。

3）抗震墙抗震设计

a.顶点位移法估算基本自振周期时；

b.震害：弯曲破坏、斜拉破坏、斜压破坏、剪压破坏、沿施工缝滑移、锚固破坏；

c.强墙弱梁减小连梁高度、加大洞口宽度、刚度折减、弯矩调幅；

d.希望塑性铰出现在抗震墙的根部，应加强抗震墙上部的受弯承载力；

e.约束边缘构件与构造边缘构件延性与耗能能力。

4）框架-抗震墙抗震设计

a.工作机制：刚性楼盖弯剪型下部楼层较大剪力大部分由抗震墙承受、上部楼层较小剪力由框架承受

b.抗震墙的合理数量抗震墙在提高结构抗力的同时也增加了结构的刚度，而结构刚度的增加必将导致地震剪力即作用效应的增加

c.框架所承受的地震剪力最小值抗震墙的间距较大，楼板的变形会使中间框架所承受的水平荷载有所增加；抗震墙的开裂、弹塑性变形的发展或塑性铰的出现使得其刚度降低，抗震墙和框架之间的内力重分配会使框架所承受的水平荷载增加；框架-抗震墙结构体系中，框架作为结构抗震的第二道防线应有足够的安全储备

5）砌体

a.=0；

b.楼盖（横向：刚性楼盖、柔性楼盖、中性楼盖；纵向：刚性楼盖；防止纵墙平面外坍塌）

c.抗震构造措施（构造柱、圈梁增强约束，提高变形能力）

第二篇：20xx福州大学土木工程结构力学考研复习资料

20xx福州大学土木工程结构力学考研复习资料

我参加了福州大学土木工程学院结构工程方向的研究生入学考试，其中结构力学成绩是139分，在我校同考福大的同学们当中算是不错的了。在此想说说我的结构力学复习体会，希望对大家的复习有所帮助。水平有限，下文不当甚至错误之处还请大家原谅。首先从选择考研复习资料上来说，20xx福州大学结构力学考研冲刺宝典这本是今年的，去年的时候是用的20xx年的复习资料，这本复习资料呢主要是针对11月份到考试这段时间的真题冲刺复习，效果可以说更有助于巩固结构力学的专业知识，分享其中的主要力学部分的讲解，希望能够帮助20xx年考研的同学更好的发力。

一、结构力学概念：结构力学在土木工程专业中占有极为重要的地位，在它之前开设的专业基础课有”理论力学”（考试）和”材料力学”（考试），之后将开设专业基础课”弹性力学”（或”弹塑性力学”）（考查），专业课”钢筋混凝土结构”、”钢结构”（或”钢、木结构”，从课程设置上我们就可以认识到结构力学课程的重要地位。 其次，从结构的概念——建筑物和工程设施中承受、传递荷载而其骨架作用的部分成为工程结构、简称结构。力学是一个完整的知识体系，其基础或者说基本部分就是我们在本科阶段所需要学习的”理论力学”、”材料力学”、”结构力学”、”弹性力学”（或”弹塑性力学”）。一般的，习惯将”理论力学”、”材料力学”、”结构力学”称为“三大力学”，但是，按照笔者观点，此种分法有失精确，理由如下：”理论力学”、”材料力学”、”结构力学”、”弹性力学”虽同为基础力学，有密切的联系，但”理论力学”着重讨论物体机械运动的基本规律，而其余三门力学”材料力学”、”结构力学”、”弹性力学”着重讨论结构及其构件的强度、刚度、稳定性和动力反应等问题，其中材料力学以单个杆件为研究对象，结构力学以杆件结构（体系）为主要研究对象，弹（塑）性力学以实体合办乔结构为主要研究对象。从教材内容上这一点也可以得到很明显的体现（内容有待扩展），通过以上的介绍，我们明确了结构力学的研究对象、研究方向，明确了结构力学在力学中所处的位置，明确了学好结构力学的重要性。下面就要具体介绍结构力学的有关内容。

首先要从结构的分类说起，从几何角度来看，结构可分为三类： 1．杆件结构——这类结构是由杆件所组成。杆件的几何特征是横截面尺寸要比长度小得多。梁、拱、桁架、刚架是杆件结构的典型形式。 2．板壳结构——这类结构也称为薄壁结构。它的厚度要比长度和宽度小得多。房屋中的楼板和壳体屋盖、水工结构中的拱坝都是板壳结构。 3．实体结构——这类结构的长、宽、厚三个尺度大小相仿。水工结构中的重力坝属于实体结构。 狭义的结构往往指的就是杆件结构，而通常所说的结构力学就是指杆件结构力学。 结构力学的任务是根据力学原理研究在外力和其他外界因素作用下结构的内力和变形，结构的强度、刚度、稳定性和动力反应，以及结构的组成规律。具体地说，包括以下几个方面： （1）讨论结构的组成规律和合理形式，以及结构计算简图的合理选择； （2）讨论结构内力和变形的计算方法，进行结构的强度和刚度的验算： （3）讨论结构的稳定性以及在动力荷载作用下的结构反应。 结构力学问题的研究手段包含理论分析、实验研究和数值计算三个方面。实验研究方法的内容在实验力学和结构检验课程中讨论，理论分析和数值计算方面的内容在结构力学课程中讨论。 在结构分析中，首先把实际结构简化成计算模型，称为结构计算简图；然后再对计算简图进行计算。

二、结构力学命题变化

第一，近几年东大结构力学是没有小题的，全都是大题（大题依次为：几何构造分析、不写过程画弯矩图、影响线、力法、位移法、矩阵位移法、动力学）。而今年一上来就出了个小填空题。第二，今年没有专门命制几何构造分析题。第三，今年的影响线题目考察了机动法做静定梁的影响线及其应用，而往年一般都是给你个桁架，用联合法做出影响线而已。第四，今年的动力学大题有点小变化——所给结构中只含有一个质体，但这个质体有两个自由度。

而往年一般是所给结构含有两个质体，但每个质体仅有一个自由度。由于此类题以前见得少，这一点变化使我当时解题时产生过困惑。

命题的变化说明，东大考题正在寻求变化。大家在复习时不能再去凭往年命题点，仅仅进行所谓的“有针对复习”，尤其是在第一轮复习时更不要这样做。第一轮复习一定要全面，凡是考纲上有的都要复习到，比如说影响线的应用、两个自由度的振型分解法等等这些易忽视的地方。

三、考研经历回味

总结我的备考经历，有以下两点重要体会，希望学弟学妹重视。

第一，要从“天理”出发，深刻理解基本概念、基本原理，使劲地想！对于结构力学考试，解题思路是固定的。因为题目中已经明确告诉了你用那个方法解题了，所以对考生来说，最重要的是把基本方法的来龙去脉搞得一清二楚，对于你写在纸上的每一个公式、每一个符号的物理意义搞得一清二楚，这样解起题来才心中有数、才沉稳。个人认为这是学好结构力学的头等大事。

把这些最最基本的思路想清楚之后，然后才是一些解题的具体方法（比如说对称性的利用）和各类题目的具体处理方法（比如结构中出现斜刚杆怎么办、出现弹簧怎么办，等等）。 为了把三基打牢，平时应勤于思考，深刻体会基本概念、原理、方法，也应多做一些经典的概念题，看朱慈勉教授的授课视频也会使你对结构的理解更上一层楼。

第二，重视结构的变形分析

在本科学习阶段我们往往重视内力分析，忽视结构在各种作用下的变形分析。事实上，内力分析与变形分析对于结构分析来讲是同等重要的（尤其是在对结构的概念分析和感性理解上，变形分析有它不可替代的作用，这一点大家可以在将来做题中慢慢体会）。

根据结构在各种作用下的变形情况，可以快速判断出杆件哪侧受拉、哪侧受压，从而快速画出弯矩图的大体形状。这一点在取半结构中、位移法中做各单位位移下基本结构的弯矩图中、快速画弯矩图中都有重要应用。资料参考：思远福大考研网