第Ⅰ篇 单自由度体系 3
第1章 运动方程、问题表述和求解方法 3
1.1 简单结构 3
1.2 单自由度体系 6
1.3 力-位移关系 6
1.4 阻尼力 10
1.5 运动方程：外力 11
1.6 质量-弹簧-阻尼器系统 16
1.7 运动方程：地震激励 18
1.8 问题表述与单元力 21
1.9 静力和动力反应的联合 22
1.10 微分方程的求解方法 22
1.11 单自由度体系的学习：内容的安排 25
扩展阅读 25
附录1 弯曲单元的刚度系数 26
习题 26
第2章 自由振动 30
2.1 无阻尼自由振动 30
2.2 粘滞阻尼自由振动 36
2.3 自由振动中的能量 42
2.4 库仑阻尼自由振动 42
习题 46
第3章 对谐振激励和周期激励的反应 49
第一部分：粘滞阻尼体系：基本结果 49
3.1 无阻尼体系的谐振动 49
3.2 具有粘滞阻尼的谐振动 54
第二部分：粘滞阻尼体系：应用 62
3.3 对激振器的反应 62
3.4 根据谐振试验确定固有频率和阻尼 64
3.5 力的传递与隔振 65
3.6 对地面运动的反应与隔振 67
3.7 振动测量仪器 70
3.8 粘滞阻尼耗散的能量 73
3.9 等效粘滞阻尼 75
第三部分：非粘滞阻尼体系 77
3.10 具有率无关阻尼的谐振动 77
3.11 具有库仑摩擦的谐振动 79
第四部分：对周期激励的反应 82
3.12 Fourier级数表示 83
3.13 对周期力的反应 83
扩展阅读 86
附录3四坐标对数图纸 86
习题 87
第4章 对任意激励、阶跃激励和脉冲激励的反应 90
第一部分：对任意时变力的反应 90
4.1 对单位脉冲的反应 90
4.2 对任意激励的反应 92
第二部分：对阶跃力和斜坡力的反应 93
4.3 阶跃力 93
4.4 斜坡力或线性递增力 94
4.5 具有有限上升时间的阶跃力 95
第三部分：对脉冲激励的反应 97
4.6 求解方法 97
4.7 矩形脉冲力 98
4.8 半周正弦脉冲力 103
4.9 对称三角形脉冲力 107
4.10 脉冲形状的影响和对短脉冲的近似分析 109
4.11 粘滞阻尼的影响 111
4.12 对地面运动的反应 113
扩展阅读 115
习题 115
第5章 动力反应的数值计算 119
5.1 时间步进法 119
5.2 基于激励插值的方法 120
5.3 中心差分法 123
5.4 NEWMARK法 126
5.5 稳定性与计算误差 131
5.6 非线性反应分析：中心差分法 133
5.7 非线性反应分析：NEWMARK法 133
扩展阅读 142
习题 142
第6章 线性体系的地震反应 144
6.1 地震激励 144
6.2 运动方程 148
6.3 反应量 149
6.4 反应时程 149
6.5 反应谱的概念 151
6.6 位移反应谱、伪速度反应谱和伪加速度反应谱 152
6.7 根据反应谱确定结构峰值反应 159
6.8 反应谱的特征 163
6.9 弹性设计谱 169
6.10 设计谱与反应谱的比较 177
6.11 设计谱与反应谱之间的区别 178
6.12 速度反应谱和加速度反应谱 179
扩展阅读 182
附录6 1940年El Centro地面运动 183
习题 189
第7章 非弹性体系的地震反应 192
7.1 力-变形关系 194
7.2 标准屈服强度、屈服强度折减系数和延性系数 197
7.3 运动方程和控制参数 198
7.4 屈服的影响 199
7.5 屈服位移反应谱和屈服强度反应谱 204
7.6 根据反应谱确定屈服强度和位移 208
7.7 屈服强度-延性关系 208
7.8 屈服和阻尼的相对影响 210
7.9 耗散的能量 211
7.10 附加的耗能装置 213
7.11 非弹性设计谱 216
7.12 设计谱的应用 222
7.13 设计谱和反应谱的比较 226
扩展阅读 227
习题 228
第8章 广义单自由度体系 229
8.1 广义单自由度体系 229
8.2 刚体集合 230
8.3 具有分布质量和弹性的体系 232
8.4 集中质量体系：剪切型建筑物 242
8.5 用Rayleigh法求自振频率 246
8.6 形函数的选择 250
扩展阅读 253
附录8 刚体的惯性力 253
习题 254
第Ⅱ篇 多自由度体系 261
第9章 运动方程、问题表述和求解方法 261
9.1 简单体系：两层剪切型建筑 261
9.2 线性体系的一般性方法 265
9.3 静力凝聚 280
9.4 平面（或对称平面）体系：地面运动 282
9.5 单层平面非对称建筑物 286
9.6 多层平面非对称建筑物 291
9.7 多点支座激励 294
9.8 非弹性体系 298
9.9 问题表述 298
9.10 单元力 299
9.11 运动方程的求解方法：概要 299
扩展阅读 300
习题 300
第10章 自由振动 306
第一部分：固有振动频率和振型 306
10.1 无阻尼体系 306
10.2 固有振动频率和振型 308
10.3 振型矩阵和谱矩阵 310
10.4 振型的正交性 310
10.5 振型正交性的解释 311
10.6 振型的正则化 311
10.7 位移的振型展开 320
第二部分：自由振动反应 321
10.8 自由振动方程的解：无阻尼体系 321
10.9 有阻尼体系 323
10.10 自由振动方程的解：经典阻尼体系 324
第三部分：振动特性的计算 327
10.11 特征值问题的求解方法 327
10.12 Rayleigh商 328
10.13 逆向量迭代法 328
10.14 移位向量迭代：首选的方法 332
10.15 将kφ＝ω2mφ变换为标准形式 336
扩展阅读 337
习题 337
第11章 结构中的阻尼 340
第一部分：试验数据和推荐的振型阻尼比 340
11.1 Millikan图书馆大楼的振动特性 340
11.2 振型阻尼比的估计 343
第二部分：阻尼矩阵的建立 345
11.3 阻尼矩阵 345
11.4 经典阻尼矩阵 345
11.5 非经典阻尼矩阵 352
扩展阅读 353
习题 354
第12章 线性体系的动力分析和反应 355
第一部分：两自由度体系 355
12.1 无阻尼两自由度体系的分析 355
12.2 吸振器和调谐质量阻尼器 357
第二部分：振型分析 359
12.3 无阻尼体系的振型方程 359
12.4 有阻尼体系的振型方程 361
12.5 位移反应 362
12.6 单元力 362
12.7 振型分析小结 363
第三部分：振型反应贡献 367
12.8 激励向量p（t）＝sp（t）的振型展开 367
12.9 对于p（t）＝sp（t）的振型分析 370
12.10 振型贡献系数 372
12.11 振型反应和所需振型数目 372
第四部分：特殊分析方法 377
12.12 静力校正法 377
12.13 振型加速度叠加法 379
12.14 振型加速度叠加法：任意荷载 380
扩展阅读 385
习题 385
第13章 线性体系的地震分析 389
第一部分：反应时程分析 389
13.1 振型分析 389
13.2 具有对称平面的多层建筑物 395
13.3 具有非对称平面的多层建筑物 410
13.4 平面对称建筑物的扭转反应 419
13.5 对多点支座激励的反应分析 422
13.6 结构的理想化与地震反应 427
第二部分：反应谱分析 428
13.7 根据地震反应谱求峰值反应 428
13.8 具有对称平面的多层建筑物 431
13.9 具有非对称平面的多层建筑物 442
13.10 基于反应谱的同步反应包络 448
13.11 多分量地面运动作用下的峰值反应 453
扩展阅读 460
习题 461
第14章 非经典阻尼线性体系的分析 469
第一部分：经典阻尼体系：重新表述 469
14.1 固有振动频率和振型 469
14.2 自由振动 470
14.3 单位脉冲反应 471
14.4 地震反应 472
第二部分：非经典阻尼体系 472
14.5 固有振动频率和振型 473
14.6 振型的正交性 474
14.7 自由振动 477
14.8 单位脉冲反应 481
14.9 地震反应 485
14.10 具有实数特征值的体系 487
14.11 反应谱分析 494
14.12 总结 494
扩展阅读 495
附录14公式推导 495
习题 500
第15章 自由度的缩减 502
15.1 运动学约束 502
15.2 在选定自由度上的集中质量法 503
15.3 Rayleigh-Ritz法 503
15.4 Ritz向量的选择 506
15.5 应用Ritz向量的动力分析 511
扩展阅读 513
习题 513
第16章 动力反应的数值计算 515
16.1 时间步进法 515
16.2 非经典阻尼线性体系 516
16.3 非线性体系 522
扩展阅读 533
习题 534
第17章 具有分布质量和弹性的体系 535
17.1 无阻尼运动方程：作用力 535
17.2 无阻尼运动方程：支座激励 536
17.3 固有振动频率和振型 537
17.4 振型的正交性 542
17.5 强迫动力反应的振型分析 543
17.6 地震反应时程分析 549
17.7 地震反应谱分析 553
17.8 分析实际体系时的困难 556
扩展阅读 557
习题 557
第18章 有限单元法初步 559
第一部分：Rayleigh-Ritz法 559
18.1 利用能量守恒建立方程 559
18.2 利用虚功建立方程 562
18.3 Rayleigh-Ritz法的缺点 563
第二部分：有限单元法 563
18.4 有限单元近似 564
18.5 分析方法 565
18.6 单元自由度和插值函数 566
18.7 单元刚度矩阵 567
18.8 单元质量矩阵 568
18.9 单元（作用）力向量 569
18.10 有限单元解与精确解的比较 573
18.11 结构性连续体的动力分析 574
扩展阅读 578
习题 578
第Ⅲ篇 多层建筑物的地震反应、设计与评估 583
第19章 线弹性建筑物的地震反应 583
19.1 所分析的体系、设计谱和反应量 583
19.2 T1和ρ对反应的影响 586
19.3 振型贡献系数 587
19.4 T1对高阶振型反应的影响 588
19.5 ρ对高阶振型反应的影响 590
19.6 高阶振型反应沿高度的变化 591
19.7 包括多少阶振型 593
扩展阅读 594
第20章 非弹性建筑物的地震分析与反应 596
第一部分：非线性反应时程分析 596
20.1 运动方程：公式和求解 596
20.2 计算地震需求：需要考虑的因素 597
20.3 层间位移需求 600
20.4 单自由度体系和多自由度体系的强度需求 604
第二部分：近似分析方法 605
20.5 目的和基本概念 605
20.6 非耦合振型反应时程分析 607
20.7 振型推覆分析 612
20.8 振型推覆分析的评估 616
20.9 为实际应用的简化振型推覆分析 620
扩展阅读 621
第21章 基底隔震建筑物的地震动力学 623
21.1 隔震系统 623
21.2 基底隔震的单层建筑物 625
21.3 基底隔震的有效性 629
21.4 基底隔震的多层建筑物 632
21.5 基底隔震的应用 637
扩展阅读 639
第22章 建筑规范中的结构动力学 640
第一部分：建筑规范与结构动力学 640
22.1 国际建筑规范（美国）， 2009 640
22.2 加拿大国家建筑规范，2010 642
22.3 墨西哥联盟区规范，2004 645
22.4 欧洲规范8，2004 646
22.5 建筑规范中的结构动力学 648
第二部分：对建筑规范的评价 653
22.6 基底剪力 653
22.7 层间剪力和等效静力 657
22.8 倾覆力矩 658
22.9 结语 660
扩展阅读 661
第23章 建筑物评估标准中的结构动力学 662
23.1 非线性动力方法：当前的实践 662
23.2 使用单自由度体系估计顶部位移 663
23.3 非弹性单自由度体系的变形估计 665
23.4 非线性静力方法 670
23.5 结语 675
扩展阅读 675
附录A 反应分析的频域方法 677
A.1 复频反应函数 677
A.2 对周期激励的反应 680
A.3 对任意激励的反应 683
A.4 复频反应与单位脉冲反应之间的关系 683
A.5 离散FOURIER变换方法 684
A.6 在经典DFT解答中可能的误差 688
A.7 改进的DFT解答 691
A.8 多自由度体系 692
扩展阅读 692
附录B 符号表 694
附录C 部分习题的答案 706
索引 721
单位 749
第4版翻译说明 750
第2版翻译说明 751