1 绪论 1
本章提要 1
1.1 地震与地震动 1
1.1.1 地震及其成因 1
1.1.2 地震波 2
1.1.3 地震强度 4
1.1.4 地震区划与地震影响 5
1.1.5 常用术语 5
1.2 地震活动性 6
1.2.1 世界地震活动性 6
1.2.2 我国地震活动性 6
1.2.3 近期世界地震活动性 7
1.3 地震震害 9
1.3.1 概述 9
1.3.2 工程地质条件对震害的影响 10
1.4 结构的抗震设防 11
1.4.1 抗震设防的目标 11
1.4.2 建筑结构抗震设计方法 12
1.4.3 抗震设计的基本要求 12
本章小结 13
思考题 14
2 场地、地基和基础 15
本章提要 15
2.1 场地 15
2.1.1 场地土及场地覆盖层厚度 15
2.1.2 场地类别 16
2.2 天然地基与基础的抗震验算 17
2.2.1 不进行天然地基及基础抗震验算的建筑 17
2.2.2 天然地基在地震作用下的抗震承载力验算 18
2.3 液化土与软土地基 19
2.3.1 地基土的液化 19
2.3.2 液化的判别 20
2.3.3 可液化地基的抗震措施 23
2.3.4 软土地基的抗震措施 24
2.4 桩基的抗震设计 24
2.4.1 可不进行桩基抗震验算的条件 24
2.4.2 桩基的抗震设计 25
本章小结 25
思考题 27
3 结构地震反应分析与抗震验算 28
本章提要 28
3.1 概述 28
3.2 单自由度弹性体系的地震反应分析 28
3.2.1 计算简图 28
3.2.2 运动方程 29
3.2.3 自由振动 30
3.2.4 强迫振动 31
3.3 单自由度弹性体系的水平地震作用及其反应谱 32
3.3.1 水平地震作用的基本公式 32
3.3.2 地震反应谱 33
3.3.3 标准反应谱 34
3.3.4 设计反应谱 35
3.4 多自由度弹性体系地震反应分析的振型分解法 37
3.4.1 计算简图 37
3.4.2 运动方程 37
3.4.3 自由振动 38
3.4.4 振型分解法 48
3.5 多自由度体系的水平地震作用 51
3.5.1 振型分解反应谱法 51
3.5.2 底部剪力法 53
3.6 结构的地震扭转效应 57
3.6.1 刚心与质心 57
3.6.2 单层偏心结构的振动 57
3.6.3 多层偏心结构的振动 59
3.6.4 偏心结构的地震作用 61
3.7 地基与结构的相互作用 63
3.7.1 地基与结构的相互作用对结构地震反应的影响 63
3.7.2 考虑地基结构相互作用的抗震设计 64
3.8 竖向地震作用 64
3.8.1 高耸结构和高层建筑 65
3.8.2 屋盖结构 65
3.8.3 其他结构 66
3.9 结构地震反应的时程分析法 66
3.9.1 概述 66
3.9.2 恢复力特性曲线 67
3.9.3 结构的计算模型 68
3.9.4 地震波的选用 71
3.9.5 地震反应的数值分析法 72
3.10 建筑结构抗震验算 74
3.10.1 结构抗震承载力验算 74
3.10.2 结构的抗震变形验算 76
本章小结 79
思考题 79
习题 80
4 建筑抗震概念设计 81
本章提要 81
4.1 场地选择 81
4.1.1 避开抗震危险地段 81
4.1.2 选择有利于抗震的场地 82
4.2 建筑的平立面布置 83
4.2.1 建筑平面布置 83
4.2.2 建筑立面布置 84
4.2.3 房屋的高度 85
4.2.4 房屋的高宽比 85
4.2.5 防震缝的合理设置 85
4.3 结构选型与结构布置 86
4.3.1 结构选型 86
4.3.2 结构布置的一般原则 87
4.4 多道抗震防线 89
4.4.1 多道抗震防线的必要性 89
4.4.2 第一道防线的构件选择 90
4.4.3 利用赘余构件增多抗震防线 90
4.5 刚度、承载力和延性的匹配 91
4.5.1 刚度与承载力 91
4.5.2 刚度与延性 92
4.5.3 结构不同部位的延性要求 92
4.5.4 改善构件延性的途径 93
4.6 确保结构的整体性 94
4.6.1 结构应具有连续性 94
4.6.2 构件间的可靠连接 95
4.7 非结构部件处理 95
4.7.1 考虑填充墙的影响 95
4.7.2 外墙板的连接 96
本章小结 97
思考题 97
5 多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计 98
本章提要 98
5.1 概述 98
5.2 抗震设计的一般要求 99
5.2.1 结构体系选择 100
5.2.2 结构布置 100
5.2.3 抗震等级 103
5.3 框架内力与位移计算 104
5.3.1 水平地震作用计算 105
5.3.2 水平地震作用下框架内力的计算 105
5.3.3 竖向荷载作用下框架内力计算 110
5.3.4 内力组合 111
5.3.5 框架结构位移验算 112
5.4 钢筋混凝土框架结构构件设计 113
5.4.1 框架梁截面设计 113
5.4.2 框架柱截面设计 115
5.4.3 框架节点抗震设计 120
5.5 框架结构设计例题 123
本章小结 138
思考题 138
6 多层砌体结构房屋的抗震设计 139
本章提要 139
6.1 概述 139
6.2 结构方案与结构布置 140
6.3 多层砌体房屋抗震计算 141
6.3.1 计算简图 141
6.3.2 地震作用 142
6.3.3 楼层地震剪力在墙体中的分配 143
6.3.4 墙体抗震承载力验算 147
6.4 多层砌体结构房屋的抗震构造措施 148
6.4.1 多层砖房构造措施 148
6.4.2 多层砌块结构房屋的抗震构造措施 151
6.4.3 多层砌体结构房屋抗震设计例题 152
6.5 底部框架-抗震墙房屋的抗震设计要点 156
6.5.1 结构方案与结构布置 156
6.5.2 底部框架-抗震墙房屋的抗震设计要点 156
6.5.3 底部框架-抗震墙房屋的抗震构造措施 158
6.6 内框架房屋的抗震设计要点 159
6.6.1 结构方案与结构布置 159
6.6.2 内框架砖房的抗震设计要点 159
6.6.3 内框架砖房的抗震构造措施 160
本章小结 160
思考题 161
7 高层及多层钢结构房屋的抗震设计 162
本章提要 162
7.1 概述 162
7.2 高层钢结构房屋抗震设计 163
7.2.1 高层钢结构的体系与布置 163
7.2.2 高层钢结构的抗震计算 167
7.2.3 钢构件的抗震设计与构造措施 168
7.2.4 钢结构节点的抗震设计与构件措施 173
7.3 多层钢结构厂房抗震设计 178
7.3.1 多层钢结构房屋的结构体系与布置 178
7.3.2 多层钢结构厂房的抗震计算 179
7.3.3 多层钢结构厂房的抗震构造措施 179
本章小结 181
思考题 182
8 单层钢筋混凝土柱厂房的抗震设计 183
本章提要 183
8.1 概述 183
8.1.1 横向地震作用下厂房主体结构的震害 183
8.1.2 纵向地震作用下厂房主体结构的震害 184
8.2 结构布置的一般原则 185
8.2.1 体型与抗震缝 185
8.2.2 屋盖体系 185
8.2.3 天窗架 186
8.2.4 柱 186
8.2.5 围护墙体 186
8.3 单层厂房的横向抗震计算 186
8.3.1 计算简图和重力荷载代表值的计算 187
8.3.2 横向自振周期计算 188
8.3.3 横向自振周期的调整 189
8.3.4 排架地震作用的计算 190
8.3.5 天窗架的横向水平地震作用 191
8.3.6 排架内力分析及组合 191
8.3.7 截面抗震验算 193
8.3.8 厂房横向抗震验算的其他问题 193
8.4 单层厂房的纵向抗震计算 194
8.4.1 修正刚度法 194
8.4.2 拟能量法 197
8.4.3 纵向柱列的刚度 199
8.4.4 柱间支撑的抗震验算 202
8.4.5 厂房纵向抗震计算的其他问题 203
8.5 单层钢筋混凝土柱厂房构造措施 215
8.5.1 无檩屋盖构件的连接与支撑布置 215
8.5.2 有檩屋盖构件的连接与支撑布置 216
8.5.3 屋架 217
8.5.4 柱 217
8.5.5 柱间支撑 218
8.5.6 连接节点 219
8.5.7 围护墙体 219
本章小结 221
思考题 221
习题 222
9 隔震与耗能减震房屋设计 223
本章提要 223
9.1 概述 223
9.2 隔震结构设计 224
9.2.1 结构隔震的原理与隔震结构的特点 224
9.2.2 隔震系统的组成与类型 226
9.2.3 隔震结构的设计要求 228
9.2.4 隔震结构的抗震计算 229
9.2.5 隔震结构的构造措施 231
9.3 耗能减震结构设计 233
9.3.1 结构耗能减震原理与耗能减震结构特点 233
9.3.2 耗能减震装置的类型与性能 234
9.3.3 耗能减震结构的设计要求 240
9.3.4 耗能减震结构体系的抗震计算分析 240
9.3.5 耗能减震结构的连接与构造 242
本章小结 243
思考题 244
10 工程结构防灾减灾 245
本章提要 245
10.1 灾害概述 245
10.1.1 灾害的含义 245
10.1.2 灾害的类型 245
10.1.3 灾害的特征 246
10.1.4 中国的灾害 246
10.1.5 灾害的分级 247
10.1.6 减灾系统工程 247
10.1.7 防灾减灾对策与措施 248
10.1.8 防灾减灾工程学发展简况 249
10.2 地表变形灾害及防治 249
10.2.1 地表变形 250
10.2.2 地表变形的常见原因 250
10.2.3 地表变形对建筑物的影响 253
10.2.4 建筑物抗地表变形措施 254
10.3 火灾 256
10.3.1 火灾与燃烧 256
10.3.2 燃烧种类及产物 257
10.3.3 火灾分类及灭火原理 257
10.3.4 建筑防火设计 258
10.3.5 结构抗火设计 259
10.4 爆炸灾害 265
10.4.1 爆炸基础知识 265
10.4.2 快速加载下材料性能 267
10.4.3 建筑设计中的防爆设计 269
10.4.4 结构设计中的防爆设计 270
本章小结 280
思考题 280
附录1 中国地震烈度表 281
附录2 我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组 282
附录3 建筑耐火等级、建筑构件耐火极限和燃烧性能 290
参考文献 291