深圳市城市规划设计研究院有限公司广东省深圳市518028

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1、深圳市城市规划设计研究院有限公司广东省深圳市518028屮国瑞林工程技术有限公司广东深圳518000【摘要】当今，在国内各类建筑蓬勃发展的今天，对建筑的质量要求特别是抗震减震要求越来越高，在进行建筑结构设计时，必须要结合相关的实际,采取科学有效的措施控制好结构地震的反应，进而有效的降低结构的地震内力,从根本上降低地震给建筑结构所带来的破坏，提升建筑物的抗震减震能力，保证建筑物的安全和人民群众的生命财产安全。因此，本文通过对结构动力学棊本任务和研究方法的介绍和其在水工抗震方面的实际工程应用举例，来说明结构动

2、力学的理论研究在实际水工抗震方面有极其重要的应用价值和意义。随着结构动力学研究的深入，相信会为实际工程起到更为重要的指导作用。【关键词】结构动力学；设计；地震；水工抗震；工程应用一、结构动力学概述结构动力学是研究动态作用下结构或构件的强度、刚度和稳定性的一门学科。所谓动态作用，是指对结构或构件产生不可忽略的加速度的作用，如突加荷载、吊车荷载、设备振动、地震等。在结构动力计算屮，通常采用静力弹性模量作为动力弹性模量。棊于这一原则，计算钢、木结构的刚度就与静力问题完全相同了。至于计算钢筋混凝土构件的动力刚度时

3、，一般可认为整个截面参加工作。由于其受拉与受压的弹性模量相近，一般采用受压弹性模量。当正反向的刚度不同时，可近似地取平均值。确定实际建筑物的刚度比较复杂，因为它不仅取决于主体结构，而且还与各种非承重构件有关，特别是PJ外墙的影响很大。而这些非承重构件的构造、连接及受力性能往往是不大明确的，因而建筑物的动力刚度很难用计算方法求出。A前比较切实可行的办法，是通过对建筑物大量分阶段（即施工过程屮的各阶段）的实测，掌握各种构件对结构刚度的独立的及联合的影响，提出合理计算简图，并根据实测结果反演实测的刚度。二、结构

4、动力学的特征在结构动力中，通常会伴随时间的推移而变化。由于反应吋间以及荷载发生变化，苏动力问题也会随之发生变化，而静力问题则较为单一，是属于恒定的，其解十分单一，必须建立在相应于反应过程全部感兴趣吋间的一系列解答;在结构静力学问题和动力学问题中，二者的区别是非常明显的，而特征都是抵抗结构加速度及惯性力。通常而言，如果惯性力是结构内部弹性力所平衡的全部外荷载的一个组成部分，那么在考虑问题吋，首先需要考虑的问题就是动力特性。同时，如果运动的速度较慢，以至于惯性力不会带来影响吋，则荷载和反应可能随吋间的变化而产

5、生变化，但是不管是分析哪一个瞬间的影响，任然可以选择用结构静力分析方法来进行解答。三、结构动力学研究的基本内容及研究方法结构动力学的任务是在动力荷载作用下对结构进行动态分析，研究结构在动荷载作用下表现出的各种各样的物理现象，而且要揭示现象背后的物理实质和内部规律。所谓动力荷载，其特征是荷载的大小、方向和作用点随吋间而迅速变化，从而使结构产生明显而激烈的振动，其位移与内力均是吋间的函数。在这种荷载作用下的结构分析问题，称为结构的动态分析。对于工程实际结构，无论是在设计还是在使用时，常常需要准确而迅速地分析或

6、预测它们的动力特性，进而保证工程实际结构的安全稳定。结构动力学便是从一般性问题出发，从理论上研宄结构动力特性的本质问题。四、水工抗震研究的意义地震是一种自然现象，顾名思义就是大地发生振动。发生地震吋，地面上的建筑物由于基础运动而引起强迫振动。这种强迫振动，一方面决定于地面运动的规律，另一方面也决定于建筑物本身固冇的动力学特征。地震引起建筑物强迫振动响应，可以用荷载、内力、变形或者能量等力学量来度量，而一般工程上较多以地震作用来度量。地震作用是指地震时建筑物本身具奋的惯性力。在设计时，它能够反映地震影响的等

7、效荷载，要求根据它设计出来的建筑物能够抵抗相应的地震。水利工程是为兴水利、除水害而修建的工程。水利工程中采用的各种建筑物统称为水工建筑物，如水坝、大堤、水闸等。大型水工建筑物遭受地震作用，一旦毁坏，将会产生严重的次生灾害，给人民财产造成巨大的损失，因此被列为社会生命线工程予以特别重视。我国大陆位于世界两大地震活动带之间，是一个多地震国家，是世界上地震灾害最为严重的国家。因此，了解地震灾害的作用机理，对水工结构进行必要的抗震研究具有极其重要的意义和价值。五、工程实际应用举例(1)坝体-库水-基础系统动力数值

8、模型研究坝体-库水-基础系统动力数值模型研究是拱坝抗震安全性评价中的一项主要内容。可以分为两大部分内容：设计地震荷载作用下大坝动力响应分析和地震超载下系统整体安全性及失稳模拟分析。该模型运用结构动力学中建立模型和数值分析的方法对高地震烈度区高拱坝抗震设计的安全性评价提供了一种冇效可行的方法指标。第一部分通过将坝体及地基作为一个体系，可以充分考虑坝体、地基和库水的动力相互作用，并计入地基辐射阻尼、坝体横缝在强震中开合非线性、地震