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第一章 概论 1

1.1 地震工程学的基本内容 1

1.1.1 地震动 1

1.1.2 工程结构地震反应 2

1.1.3 抗震减灾理论 2

1.2 地震工程学的特点 2

1.2.1 强震观测、震害经验与试验研究是地震工程学的基础 2

1.2.2 地震作用是地震工程学研究的重点 2

1.2.3 结构非线性与复杂地震动输入是地震工程学研究的热点 3

1.2.4 广泛应用概率论、控制论、规划论是地震工程学的发展方向 3

1.3 地震工程学发展简史 3

2.1.1 莫霍界面与古登堡界面 6

2.1 地球构造与板块构造运动 6

第二章 地震基础知识 6

2.1.2 地球各圈层的物质构成与地幔软流层 7

2.1.3 板块构造运动学说 8

2.2 地震成因与地震类型 9

2.2.1 地震成因的宏观背景——板块观点 9

2.2.2 地震成因的局部机制——弹性回跳假说 9

2.2.3 弹性回跳说的改进——粘滑说 11

2.2.4 地震类型与地震序列 11

2.3 中国地震的背景与特点 11

2.3.1 世界地震构造系统 11

2.3.2 中国地震构造运动背景 12

2.3.3 中国的地震区与地震带 13

2.3.4 中国地震的基本特征 15

2.4 地震灾害概说 17

2.4.1 地表破坏 18

2.4.2 结构物破坏 19

2.4.3 地震次生灾害 22

2.5 地震震级与地震烈度 22

2.5.1 地震震级 22

2.5.2 地震烈度 23

2.5.3 震级与震中烈度的关系 26

2.5.4 地震烈度衰减关系 28

2.6 地震波与波动方程 31

2.6.1 地震波的类型 31

2.6.2 波动方程的基本形式 32

2.6.3 一维波动方程及其解答 34

2.6.4 波动特征参数 35

3.1.1强震观测仪器 37

第三章 地震动特性与反应谱 37

3.1 强震观测 37

3.1.2 强震观测系统 38

3.1.3 强震观测现状 39

3.2 地震动的随机过程描述 41

3.2.1 随机过程的概率结构 41

3.2.2 自相关函数与功率谱密度函数 42

3.2.3 地震动加速度过程的频域表示 43

3.2.4 地震动加速度过程的时域表示 44

3.3 地震动特性 46

3.3.1 地震动幅值描述 46

3.3.2 地震动幅值特性 47

3.3.3 地震动频谱特性 49

3.3.4 地震动持时特性 51

3.3.5 地震动衰减关系 53

3.3.6 地震动转动分量与地震动空间相关性 54

3.4 地震动反应谱 56

3.4.1 单自由度体系地震反应向反应谱概念的转化 56

3.4.2 反应谱与其它地震动频谱的关系 60

3.4.3 反应谱的特性 64

3.4.4 设计反应谱 65

3.4.5 反应谱衰减关系 65

3.5 强震加速度合成 68

3.5.1 人工合成地震波的一般方法 68

3.5.2 考虑震级、距离影响的人工合成地震波 70

3.5.3 考虑发震断层的强震加速度合成 73

4.1.1 结构的离散化方法 75

第四章 线性结构地震反应分析 75

4.1 动力方程的建立 75

4.1.2 建立动力平衡方程的基本方法 77

4.1.3 一维地震动输入时的动力方程 78

4.1.4 多维地震动输入时的动力方程 79

4.1.5 多点地震动输入时的动力方程 82

4.2 时域分析方法 84

4.2.1 线性加速度方法 84

4.2.2 纽马克β法与威尔逊θ法 86

4.2.3 具有高阶精度的算法 87

4.2.4 时域分析方法的收敛性与稳定性 87

4.2.5 阻尼的处理 89

4.3.1 频域传递函数 90

4.3 频域分析方法 90

4.3.2 线性单自由度体系的地震反应 91

4.3.3 线性多自由度体系的地震反应 92

4.4 振型迭加法 94

4.4.1 振型与自振频率 95

4.4.2 振型正交特性 95

4.4.3 一般动力反应按振型的分解 96

4.4.4 运动方程的解耦 97

4.4.5 振型迭加法 99

4.4.6 多维地震动输入 100

4.5 反应谱理论 102

4.5.1 基本假定 102

4.5.2 振型组合 102

4.5.3 地震作用 103

4.5.4 多维地震输入 104

4.6 复模态方法 105

4.6.1 状态变量与状态空间 105

4.6.2 复模态及其正交性 106

4.6.3 复模态迭加法 108

4.6.4 复模态振动的特点 109

第五章 结构动力特性及其模型化 110

5.1 结构抗震试验方法概述 110

5.1.1 自振特性试验 110

5.1.2 周期性反复静力加载试验 112

5.1.3 振动台试验 114

5.1.4 拟动力试验 114

5.1.5 爆炸模拟地震试验 115

5.2.2 恢复力曲线 117

5.2.1 动力弹性模量与动力极限强度 117

5.2 动力性能的一般特点 117

5.2.3 强度退化与刚度退化 118

5.2.4 裂面效应与包兴格效应 119

5.3 基本构件的动力性能 121

5.3.1 钢筋混凝土构件 121

5.3.2 砌体构件 124

5.3.3 钢结构构件 126

5.4 整体结构的动力性能 129

5.4.1 周期与阻尼 129

5.4.2 内力重分布与变形集中 130

5.4.3 双向地震作用 132

5.5 恢复力曲线的模型化 133

5.5.1 恢复力曲线的实验拟合法 133

5.4.4 扭转反应 133

5.5.2 几个基本的恢复力曲线模型 136

5.5.3 恢复力曲线的复合模型 140

5.6 双向恢复力模型 146

5.6.1 双轴弯曲条件下的塑性力学模型 146

5.6.2 柱端并联弹簧模型 153

5.7 系统识别理论 155

5.7.1 结构动力参数识别 155

5.7.2 结构恢复力过程识别 161

5.7.3 非线性物理机制识别 163

5.7.4 评述与注记 164

第六章 弹塑性结构地震反应分析 166

6.1 弹塑性动力分析的一般过程 166

6.1.1 动力方程 166

6.1.2 刚度修正技术 167

6.1.3 一般分析过程 170

6.2 串联多自由度体系分析 171

6.2.1 剪切模型 171

6.2.2 弯剪模型 172

6.3 平面框架模型 174

6.3.1 杆端弹塑性弹簧模型 174

6.3.2 分割梁模型 177

6.3.3 半刚架模型 180

6.4 多维地震波作用下的平－扭耦联系统 182

6.4.1 一般平－扭耦联系统的动力方程 182

6.4.2 弱相互作用模型 186

6.4.3 强相互作用模型 187

7.1.1 时域数字特征 188

7.1 随机过程的数字特征 188

第七章 结构随机地震反应分析 188

7.1.2 频域数字特征 190

7.1.3 数字特征的运算法则 193

7.2 线性单自由度体系 195

7.2.1 线性单自由度振动系统的动态特性 195

7.2.2 输入为平稳过程的体系反应 197

7.2.3 输入为非平稳过程的体系反应 201

7.3 线性多自由度体系 203

7.3.1 线性多自由度振动系统的动态特性 204

7.3.2 单输入体系的反应 204

7.3.3 多输入体系的反应 207

7.3.4 注记 210

7.4.2 单自由度体系的分析 211

7.4 非线性体系 211

7.4.1 结构非线性随机地震反应特点 211

7.4.3 多自由度体系的分析 213

7.5 结构地震动力可靠性分析 214

7.5.1 结构动力可靠性分析基础 214

7.5.2 结构破坏准则 218

7.5.3 基于界限破坏模式的结构可靠度计算 219

7.5.4 基于指标破坏模式的可靠度计算 222

第八章 建筑物震害的工程控制 227

8.1 建筑抗震设计概述 227

8.1.1 抗震设计的目的与目标 227

8.1.2 抗震设计准则 228

8.1.3 抗震设计标准 229

8.1.4 抗震设计方法 230

8.2 中、日、美三国建筑结构抗震设计规范简介 231

8.2.1 中国《建筑抗震设计规范（GBJ11-89）》 231

8.2.2 中国《构筑物抗震设计规范（1990年12月送审稿）》 234

8.2.3 日本《建筑结构抗震条例（1981年）》 237

8.2.4 美国《建筑物抗震设计暂行条例（1978年）》 239

8.2.5 美国《统一建筑规范（1988年）》和美国加州工程师协会《抗侧力要求规程（1988年）》 242

8.3 抗震概念设计 246

8.3.1 结构形式选择 246

8.3.2 抗震结构概念 248

8.4 隔震与减震 253

8.4.1 概述 253

8.4.2 基底隔震 254

8.4.3 悬挂隔震 261

8.4.4 耗能减震 262

8.4.5 冲击减震 268

8.4.6 吸振减震 272

8.4.7 主动控制减震 277

第九章 地震灾害预测 281

9.1 地震危险性分析 281

9.1.1 地震危险性分析的发展与现状 281

9.1.2 潜在震源及其活动性 282

9.1.3 地震发生概率模型 286

9.1.4 地震动超越概率计算 286

9.1.5 地震危险性分析不确定性的校正 294

9.2 工程场地地震小区划 295

9.2.1 场地工程地质单元划分 295

9.2.2 场地地震反应分析 299

9.2.3 场地设计地震动区划 306

9.2.4 场地地面破坏小区划 310

9.3 建筑物震害预测 312

9.3.1 经验公式法 312

9.3.2 模糊类比方法 316

9.3.3 半经验半理论方法 320

9.3.4 震害预测概率矩阵和震害小区划 322

9.4 地下管网的震害预测 324

9.4.1 地下管线震害及影响因素 325

9.4.2 地下管线的震害评价方法 326

9.4.3 地下管网连通可靠性 332

9.4.4 注记 335

参考文献 336