混凝土结构 2 高层建筑结构抗震设计PDF电子书下载

第1章 地震工程基本知识及抗震设计目标 1

1.1 地震工程的一些知识 1

1.1.1 地震成因 1

1.1.2 震源、震中、震级 1

1.1.3 地震波 1

1.2 地震地面运动特性 2

1.2.1 场地土卓越周期 2

1.2.2 典型的强震记录地面运动情况 4

1.3 地面运动特征参数 6

1.3.1 幅值 7

1.3.2 频谱 7

1.3.3 持续时间 8

1.4 地震烈度 9

1.4.1 地震烈度的含义 9

1.4.2 基本烈度 9

1.4.3 基本烈度的概率标定 10

1.5 抗震设计目标 11

1.5.1 三水准抗震设计目标 11

1.5.2 两阶段设计 11

1.5.3 建筑重要性分类 12

1.6 地震的破坏作用 13

1.6.1 表土层的影响 13

1.6.2 结构刚度的影响 14

2.1 概述 15

第2章 场地、地基和基础 15

2.2 场地选择 16

2.2.1 各类地段的划分 16

2.2.2 不利地段 17

2.2.3 危险地段 18

2.3 建筑场地类别 18

2.3.1 宏观震害现象 19

2.3.2 覆盖土层厚度 20

2.3.3 场地土类型 20

2.3.4 土层剪切波速实测法 22

2.3.5 场地类别划分简化方法 22

2.4.1 地基基础震害的宏观调查 24

2.4 地基基础抗震验算 24

2.3.6 桩基、深基础能否改变场地类别 24

2.4.2 地基基础抗震验算 25

2.5 场地土的液化 26

2.5.1 饱和砂土液化的原因及其主要震害现象 26

2.5.2 砂土液化的宏观经验 27

2.5.3 饱和土层液化的判断 27

2.5.4 液化地基危害程度的评定 30

2.5.5 抗液化措施 32

第3章 结构地震反应分析 34

3.1 概述 34

3.2 地震作用计算方法简介 34

3.2.1 静力法 34

3.2.5 能量分析法 35

3.2.4 时程分析法 35

3.2.3 振型分解反应谱法 35

3.2.2 底部剪力法 35

3.3 反应谱分析 36

3.3.1 反应谱的基本概念 36

3.3.2 反应谱的计算 37

3.3.3 设计反应谱 38

3.4 多质点弹性体系的地震反应 44

3.4.1 振型分解反应谱法 44

3.4.2 基本周期的计算 45

3.5 规范中水平地震作用的计算 47

3.5.1 底部剪力法水平地震作用计算 47

3.5.2 振型分解反应谱法水平地震作用计算 49

3.6 竖向地震作用 51

3.6.1 概述 51

3.6.2 竖向地震动分析 51

3.6.3 结构竖向振动分析 52

3.6.4 竖向地震作用简化计算方法 53

3.6.5 竖向地震作用的特点 54

3.6.6 其他结构构件竖向地震作用 55

第4章 时程分析法 56

4.1 概述 56

4.2 时程分析法的概念 57

4.3 结构振动的力学计算模型 58

4.3.1 层模型 58

4.3.3 单柱框架模型 60

4.3.2 杆模型 60

4.4 恢复力特性 61

4.4.1 双线型 62

4.4.2 三线型 62

4.4.3 杆件恢复力特性参数 63

4.5 阻尼矩阵 64

4.6 地震波的选用 65

4.7 动力方法数值积分方法 66

4.8 时程分析法设计步骤 67

4.9 层间剪切型弹塑性动力方程 67

4.9.1 弹性刚度 68

4.9.2 弹塑性刚度 68

4.10 平面杆系模型的弹塑性动力方程 70

4.9.3 动力方程刚度矩阵 70

4.10.1 平面框架的弹性静力平衡方程 71

4.10.2 平面框架的弹性动力方程 74

4.10.3 平面框架的弹塑性分析 75

第5章 考虑扭转效应的振动分析 80

5.1 引起房屋扭转的因素 80

5.2 静力偏心距法 80

5.2.1 单层房屋 81

5.2.2 多层房屋 83

5.2.3 偏心距法的修正 83

5.3 刚性楼盖多层房屋的平扭耦联振动分析 84

5.3.1 刚性楼盖多层房屋的计算假定 84

5.3.2 串联刚片系的振动方程 85

5.3.3 振型和频率 86

5.3.4 运动的振型方程式 87

5.3.5 楼层地震作用值 89

5.3.6 考虑扭转的地震作用效应 90

5.4 抗侧力构件任意方向布置时扭转效应的近似计算 91

5.4.1 主轴的概念 91

5.4.2 主轴方向 92

5.4.3 刚度中心 93

5.4.4 构件的地震剪力 93

5.4.5 近似计算步骤 94

第6章 结构体系和布置 95

6.1 高层建筑结构设计特点 95

6.1.1 水平荷载是控制结构内力和变形的决定因素 95

6.1.2 考虑轴向变形和剪切变形对内力和位移的影响 96

6.1.3 结构的延性要求 97

6.2 结构体系和典型布置 101

6.2.1 框架结构体系 101

6.2.2 剪力墙结构体系 103

6.2.3 框架-剪力墙结构体系 107

6.2.4 框架-简体结构体系 110

6.2.5 简体体系 111

6.3 结构总体布置原则 114

6.3.1 高度、高宽比 114

6.3.2 平面要简单、对称、规则 115

6.3.3 立面变化要均匀、规则 117

6.3.5 足够的基础埋深 119

6.3.4 防震缝的合理设置 119

第7章 框架、剪力墙、框-剪结构的内力、位移计算 121

7.1 内力、位移计算的一般原则 121

7.1.1 结构分析的弹性静力假定 121

7.1.2 平面结构假定 122

7.1.4 水平荷载按位移协调原则分配 122

7.1.3 楼板在自身平面内刚性假定 123

7.2 框架在竖向荷载下的内力计算 123

7.2.1 二种近似分析法的简单比较 123

7.2.2 框架梁的惯性矩取值 124

7.2.3 竖向活荷载最不利分布的确定 124

7.3 框架在水平荷载作用下的内力和位移计算--D值法 126

7.2.4 竖向荷载下梁端弯矩的塑性调幅 126

7.3.1 柱的抗侧刚度D 127

7.3.2 柱的反弯点高度比 130

7.3.3 标准反弯点高度比yn 130

7.3.4 D值法小结 134

7.3.5 水平荷载作用下框架侧移的近似计算与水平位移限值 135

7.4 剪力墙分类及其判别式 139

7.4.1 剪力墙的分类 140

7.4.2 剪力墙的受力特点 140

7.4.3 剪力墙分类判别式 142

7.5 剪力墙内力和位移计算公式汇总 144

7.5.1 整体墙计算公式 144

7.5.2 小开口整体墙计算公式 145

7.5.3 联肢墙计算公式 146

7.6.1 基本概念 148

7.6 框一剪结构的内力和位移计算 148

7.6.2 实用设计计算步骤 150

7.6.3 有关内力和位移计算中的几个问题 151

第8章 结构抗震验算及构造措施 155

8.1 三水准两阶段设计 155

8.1.1 两阶段设计 155

8.1.2 截面抗震验算 155

8.1.3 设计流程框图 157

8.1.4 结构抗震等级 158

8.2 框架截面设计和构造 159

8.2.1 强度、变形双控设计 159

8.2.2 延性框架 160

8.2.3 框架梁柱相对强度及其延性要求 161

8.2.4 强柱弱梁 162

8.2.5 梁的抗震设计 163

8.2.6 柱的抗震设计 166

8.2.7 梁柱节点抗震设计 170

8.2.8 内力调整的实配系数 172

8.3 实力墙截面设计及构造 174

8.3.1 实体剪力墙抗震要求 174

8.3.2 影响剪力墙延性的各种因素 174

8.3.3 实体剪力墙的抗震设计 176

8.3.4 构造要求 178

8.4 开洞剪力墙 180

8.4.1 开洞剪力墙抗震设计原则 181

8.4.3 特殊开洞墙 183

8.4.2 洞口布置 183

8.4.4 连梁截面设计及构造措施 184

第9章 结构抗震变形验算 187

9.1 结构的变形控制 187

9.1.1 抗震设防标准 187

9.1.2 结构变形限制的规定 187

9.2 弹塑性变形特性 188

9.2.1 薄弱层 188

9.2.2 影响薄弱层非线性变形集中的因素及规律 188

9.2.3 弹塑性变形简化计算法 190

9.3 框架结构楼层抗剪承载力的计算 193

9.3.1 强梁弱柱型框架 193

9.3.3 柱底塑性铰法 194

9.3.2 柱绞判别法 194

9.3.4 简化柱底塑性铰法 195

9.4 结束语--抗震概念设计 195

9.4.1 预防为主、全面规划 196

9.4.2 选择抗震有利场地、避开抗震不利地段 196

9.4.3 规则建筑 196

9.4.4 多道抗震防线 196

9.4.5 防止薄弱层塑性变形集中 197

9.4.6 强度、刚度和变形能力的统一 197

9.4.7 确保结构的整体性 198

9.4.8 非结构构件的抗震措施 198

第10章 钢筋混凝土框架房屋抗震计算实例(基底剪力法) 200

参考文献 221