第1章 地震基本知识及抗震设防与概念设计 1
1.1 地震 1
1.2 地震震级和地震烈度 3
1.2.1 地震震级 3
1.2.2 地震烈度 3
1.2.3 地震烈度与震级的关系 6
1.3 地震地面运动的一般特征 7
1.3.1 地面运动最大加速度 7
1.3.2 地面运动的周期特性 8
1.3.3 强震的持续时间 8
1.4 地震震害 9
1.5 抗震设防的基本概念 12
1.5.1 地震基本烈度 13
1.5.2 抗震设防烈度和地震影响 13
1.5.3 建筑抗震设防分类 14
1.6 抗震设防目标和标准 15
1.6.1 抗震设防目标 15
1.6.2 建筑抗震设防的标准 15
1.7 抗震概念设计 16
1.7.1 选择对抗震有利的场地、地基和基础 17
1.7.2 有利的房屋体形和合理结构布置 17
1.7.3 正确选择抗震结构体系 18
1.7.4 重视非结构构件的设计 19
1.7.5 保证结构材料和施工的质量 19
习题 20
第2章 建筑场地与地基基础 24
2.1 概述 24
2.2 工程地质条件对震害的影响 24
2.2.1 局部地形的影响 24
2.2.2 局部地质构造的影响 25
2.2.3 地下水位的影响 26
2.3 场地 26
2.3.1 场地条件对震害的影响 26
2.3.2 场地土类型 27
2.3.3 场地覆盖层厚度 28
2.3.4 场地类别划分 28
2.3.5 场地选择 29
2.4 地基基础抗震验算 29
2.4.1 地基不验算的范围 29
2.4.2 地基土抗震承载力调整 30
2.4.3 天然地基抗震验算 31
2.5 地基液化 32
2.5.1 砂性液化机理及影响液化的因素 32
2.5.2 液化的类别 33
2.5.3 液化地基危害程度评价 35
2.5.4 地基抗液化措施 39
2.6 桩基抗震设计 40
2.6.1 非液化土中桩基抗震验算 40
2.6.2 液化土中桩基抗震验算 41
习题 42
第3章 地震作用与结构抗震验算 45
3.1 概述 45
3.2 单自由度弹性体系的地震反应 46
3.3 单自由度弹性体系的地震作用计算的反应谱法 50
3.3.1 单自由度弹性体系的水平地震作用 50
3.3.2 地震系数、动力系数 50
3.3.3 地震影响系数和抗震设计反应谱 52
3.3.4 建筑物的重力荷载代表值 55
3.3.5 利用反应谱确定地震作用 55
3.4 多自由度弹性体系的水平地震反应 56
3.4.1 多自由度弹性体系的运动方程 57
3.4.2 多自由度弹性体系的自振频率与振型分析 58
3.4.3 频率、振型特点 60
3.4.4 地震反应分析的振型分解法 61
3.5 振型分解反应谱法 64
3.5.1 多自由度体系的水平地震作用 64
3.5.2 地震作用效应的组合 65
3.6 底部剪力法 66
3.7 结构基本周期的近似计算 69
3.7.1 能量法 69
3.7.2 顶点位移法 70
3.7.3 基本周期的修正 71
3.8 平动扭转耦联振动时结构的抗震计算 73
3.9 竖向地震作用计算 76
3.9.1 高层建筑的竖向地震作用计算 77
3.9.2 大跨度结构的竖向地震作用计算 77
3.10 结构抗震验算 78
3.10.1 结构抗震计算的一般原则 79
3.10.2 截面抗震验算 80
3.10.3 多遇地震作用下结构的弹性变形验算 81
3.10.4 罕遇地震作用下结构的弹塑性变形验算 81
习题 84
第4章 结构非弹性地震反应分析 87
4.1 概述 87
4.1.1 非弹性地震反应分析的必要性 87
4.1.2 非弹性地震反应分析方法 88
4.2 构件与结构的恢复力模型 90
4.2.1 刚度退化二线型模型 90
4.2.2 刚度退化三线型模型 93
4.3 结构动力弹塑性分析 95
4.3.1 动力分析模型的建立 96
4.3.2 刚度矩阵的形成 99
4.3.3 质量矩阵的形成 106
4.3.4 阻尼矩阵的形成 106
4.3.5 地震波选取和调整 106
4.3.6 运动微分方程的直接积分方法 109
4.3.7 拐点的处理 111
4.4 结构静力弹塑性分析 112
4.4.1 水平加载模式 113
4.4.2 建立荷载-位移曲线 114
4.4.3 结构抗震能力评估 114
4.4.4 推覆分析法技术要点 117
习题 118
第5章 混凝土结构房屋抗震设计 119
5.1 震害及其分析 119
5.1.1 结构平面或竖向布置不当引起的震害 120
5.1.2 共振效应引起的震害 120
5.1.3 防震缝处碰撞引起的震害 120
5.1.4 框架柱、梁、节点的震害 120
5.1.5 抗震墙的震害 121
5.1.6 填充墙的震害 121
5.2 抗震设计的一般要求 122
5.2.1 建筑物高度和高宽比限制 122
5.2.2 抗震等级 122
5.2.3 结构选型和布置 124
5.2.4 屈服机制 126
5.2.5 基础结构 127
5.3 框架内力和位移计算 127
5.3.1 水平地震作用的计算 127
5.3.2 地震作用在结构各部分的分配和内力计算 128
5.3.3 截面设计和构造 132
5.3.4 框架节点核心区的设计 139
5.3.5 预应力混凝土框架的抗震设计要求 142
5.4 抗震墙结构的抗震设计 143
5.4.1 抗震墙结构的设计要点 144
5.4.2 地震作用的计算 144
5.4.3 地震作用在各剪力墙之间的分配及内力计算 148
5.4.4 截面设计和构造 149
5.5 框架-抗震墙结构的抗震设计 152
5.5.1 框架-抗震墙结构的设计要点 152
5.5.2 地震作用的计算 152
5.5.3 内力计算 152
5.5.4 截面设计和配筋构造 160
习题 171
第6章 砌体房屋抗震设计 177
6.1 震害及其分析 178
6.2 多层砌体房屋抗震设计一般规定 179
6.3 多层砌体房屋抗震验算 182
6.3.1 水平地震作用计算 182
6.3.2 楼层地震剪力在各墙体间的分配 182
6.3.3 墙体截面抗震承载力验算 188
6.4 多层砌体房屋抗震构造措施 190
6.4.1 多层砖房的抗震构造措施 191
6.4.2 多层砌块房屋的抗震构造措施 195
6.5 多层砖房抗震计算实例 197
习题 203
第7章 单层厂房抗震设计 206
7.1 震害分析 206
7.1.1 钢筋混凝土单层厂房其主要震害表现 206
7.1.2 单层砖结构厂房 208
7.2 抗震设计的一般规定 209
7.2.1 单层钢筋混凝土柱厂房 209
7.2.2 单层砖结构厂房 211
7.3 单层厂房抗震计算 212
7.3.1 横向抗震计算 212
7.3.2 纵向抗震计算 218
7.4 构造要求 225
7.4.1 钢筋混凝土柱厂房的构造要求 225
7.4.2 砖柱厂房构造要求 229
习题 231
第8章 隔震与消能减震设计 233
8.1 土木工程结构振动控制概述 233
8.1.1 土木工程结构抗震技术的演变与发展 233
8.1.2 土木工程结构振动控制的研究历史与发展 234
8.1.3 土木工程结构振动控制技术分类 236
8.2 隔震设计 239
8.2.1 隔震原理及设计要求 239
8.2.2 隔震装置简介 241
8.2.3 隔震装置的设计 243
8.2.4 隔震结构的设计与计算 247
8.2.5 隔震结构的构造要求 253
8.3 消能减震设计 254
8.3.1 消能减震原理及设计要求 254
8.3.2 消能减震装置简介 255
8.3.3 消能减震结构的设计与计算 262
习题 264
附表 266
参考文献 273