抗震结构设计

1 绪论

本章提要

1.1 地震与地震动

1.1.1 地震及其成因

1.1.2 地震波

1.1.3 地震强度

1.1.4 地震区划与地震影响

1.1.5 常用术语

1.2 地震活动性

1.2.1 世界地震活动性

1.2.2 我国地震活动性

1.2.3 近期世界地震活动性

1.3 地震震害

1.3.1 概述

1.3.2 工程地质条件对震害的影响

1.4 结构的抗震设防

1.4.1 抗震设防的目标

1.4.2 建筑结构抗震设计方法

1.4.3 抗震设计的基本要求

本章小结

思考题

2 场地、地基和基础

本章提要

2.1 场地

2.1.1 场地土及场地覆盖层厚度

2.1.2 场地类别

2.2 天然地基与基础的抗震验算

2.2.1 不进行天然地基及基础抗震验算的建筑

2.2.2 天然地基在地震作用下的抗震承栽力验算

2.3 液化土与软土地基

2.3.1 地基土的液化

2.3.2 液化的判别

2.3.3 可液化地基的抗震措施

2.3.4 软土地基的抗震措施

2.4 桩基的抗震没计

2.4.1 可不进行桩基抗震验算的条件

2.4.2 桩基的抗震设计

本章小结

思考题

3 结构地震反应分析与抗震验算

本章提要

3.1 概述

3.2 单自由度弹性体系的地震反应分析

3.2.1 计算简图

3.2.2 运动方程

3.2.3 自由振动

3.2.4 强迫振动

3.3 单自由度弹性体系的水平地震作用及其反应谱

3.3.1 水平地震作用的基本公式

3.3.2 地震反应谱

3.3.3 标准反应谱

3.3.4 设计反应谱

3.4 多自由度弹性体系地震反应分析的振型分解法

3.4.1 计算简图

3.4.2 运动方程

3.4.3 自由振动

3.4.4 振型分解法

3.5 多自由度体系的水平地震作用

3.5.1 振型分解反应谱法

3.5.2 底部剪力法

3.6 结构的地震扭转效应

3.6.1 刚·心与质·心

3.6.2 单层偏心结构的振动

3.6.3 多层偏心结构的振动

3.6.4 偏心结构的地震作用

3.7 地基与结构的相互作用

3.7.1 地基与结构的相互作用对结构地震反应的影响

3.7.2 考虑地基结构相互作用的抗震设计

3.8 竖向地震作用

3.8.1 高耸结构和高层建筑

3.8.2 屋盖结构

3.8.3 其他结构

3.9 结构地震反应的时程分析法

3.9.1 概述

3.9.2 恢复力特性曲线

3.9.3 结构的计算模型

3.9.4 地震波的选用

3.9.5 地震反应的数值分析法

3.10 建筑结构抗震验算

3.10.1 结构抗震承载力验算

3.10.2 结构的抗震变形验算

本章小结

思考题

习题

4 建筑抗震概念设计

本章提要

4.1 场地选择

4.1.1 避开抗震危险地段

4.1.2 选择有利于抗震的场地

4.2 建筑的平立面布置

4.2.1 建筑平面布置

4.2.2 建筑立面布置

4.2.3 房屋的高度

4.2.4 房屋的高宽比

4.2.5 防震缝的合理设置

4.3 结构选型与结构布置

4.3.1 结构选型

4.3.2 结构布置的一般原则

4.4 多道抗震防线

4.4.1 多道抗震防线的必要性

4.4.2 第一道防线的构件选择

4.4.3 利用赘余构件增多抗震防线

4.5 刚度、承载力和延性的匹配

4.5.1 刚度与承载力

4.5.2 刚度与延性

4.5.3 结构不同部位的延性要求

4.5.4 改善构件延性的途径

4.6 确保结构的整体性

4.6.1 结构应具有连续性

4.6.2 构件间的可靠连接

4.7 非结构部件处理

4.7.1 考虑填充墙的影响

4.7.2 外墙板的连接

本章小结

思考题

5 多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计

本章提要

5.1 概述

5.2 抗震设计的一般要求

5.2.1 结构体系选择

5.2.2 结构布置

5.2.3 抗震等级

5.3 框架内力与位移计算

5.3.1 水平地震作用计算

5.3.2 水平地震作用下框架内力的计算

5.3.3 竖向荷载作用下框架内力计算

5.3.4 内力组合

5.3.5 框架结构位移验算

5.4 钢筋混凝土框架结构构件设计

5.4.1 框架粱截面设计

5.4.2 框架柱截面设计

5.4.3 框架节点抗震设计

5.5 框架结构设计例题

本章小结

思考题

6 多层砌体结构房屋的抗震设计

本章提要

6.1 概述

6.2 结构方案与结构布置

6.3 多层砌体房屋抗震计算

6.3.1 计算简图

6.3.2 地震作用

6.3.3 楼层地震剪力在墙体中的分配

6.3.4 墙体抗震承载力验算

6.4 多层砌体结构房屋的抗震构造措施

6.4.1 多层砖房构造措施

6.4.2 多层砌块结构房屋的抗震构造措施

6.4.3 多层砌体结构房屋抗震设计例题

6.5 底部框架一抗震墙房屋的抗震设计要点

6.5.1 结构方案与结构布置

6.5.2 底部框架一抗震墙房屋的抗震设计要点

6.5.3 底部框架一抗震墙房屋的抗震构造措施

本章小结

思考题

7 高层及多层钢结构房屋的抗震设计

本章提要

7.1 概述

7.2 高层钢结构房屋抗震设计

7.2.1 高层钢结构的体系与布置

7.2.2 高层钢结构的抗震计算

7.2.3 钢构件的抗震设计与构造措施

7.2.4 钢结构节点的抗震设计与构件措施

7.3 多层钢结构厂房抗震设计

7.3.1 多层钢结构房屋的结构体系与布置

7.3.2 多层钢结构厂房的抗震计算

7.3.3 多层钢结构厂房的抗震构造措施

本章小结

思考题

8 钢筋混凝土柱单层厂房的抗震设计

本章提要

8.1 概述

8.1.1 横向地震作用下厂房主体结构的震害

8.1.2 纵向地震作用下厂房主体结构的震害

8.2 结构布置的一般原则

8.2.1 体型与抗震缝

8.2.2 屋盖体系

8.2.3 天窗架

8.2.4 柱

8.2.5 围护墙体

8.3 单层厂房的横向抗震计算

8.3.1 计算简图和重力荷载代表值的计算

8.3.2 横向自振周期计算

8.3.3 横向自振周期的调整

8.3.4 排架地震作用的计算

8.3.5 天窗架的横向水平地震作用

8.3.6 排架内力分析及组合

8.3.7 截面抗震验算

8.3.8 厂房横向抗震验算的其他问题

8.4 单层厂房的纵向抗震计算

8.4.1 修正刚度法

8.4.2 拟能量法

8.4.3 纵向柱列的刚度

8.4.4 柱间支撑的抗震验算

8.4.5 厂房纵向抗震计算的其他问题

8.5 单层钢筋混凝土柱厂房构造措施

8.5.1 无檩屋盖构件的连接与支撑布置

8.5.2 有檩屋盖构件的连接与支撑布置

8.5.3 屋架

8.5.4 柱

8.5.5 柱间支撑

8.5.6 连接节点

8.5.7 围护墙体

本章小结

思考题

习题

9 隔震与耗能减震房屋设计

本章提要

9.1 概述

9.2 隔震结构设计

9.2.1 结构隔震的原理与隔震结构的特点

9.2.2 隔震系统的组成与类型

9.2.3 隔震结构的设计要求

9.2.4 隔震结构的抗震计算

9.2.5 隔震结构的构造措施

9.3 耗能减震结构设计

9.3.1 结构耗能减震原理与耗能减震结构特点

9.3.2 耗能减震装置的类型与性能

9.3.3 耗能减震结构的设计要求

9.3.4 耗能减震结构体系的抗震计算分析

9.3.5 耗能减震结构的连接与构造

本章小结

思考题

10 工程结构防灾减灾

本章提要

10.1 灾害概述

lO.1.1 灾害的含义

10.1.2 灾害的类型

10.1.3 灾害的特征

10.1.4 中国的灾害

10.1.5 灾害的分级

10.1.6 减灾系统工程

10.1.7 防灾减灾对策与措施

10.1.8 防灾减灾工程学发展简况

10.2 地表变形灾害及防治

10.2.1 地表变形

10.2.2 地表变形的常见原因

10.2.3 地表变形对建筑物的影响

10.2.4 建筑物抗地表变形措施

lO.3 火灾

10.3.1 火灾与燃烧

10.3.2 燃烧种类及产物

10.3.3 火灾分类及灭火原理

10.3.4 建筑防火设计

10.3.5 结构抗火设计

10.4 爆炸灾害

10.4.1 爆炸基础知识

10.4.2 快速加载下材料性能

lO.4.3 建筑设计中的防爆设计

10.4.4 结构设计中的防爆设计

本章小结

思考题

附录1 中国地震烈度表

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

附录3 建筑耐火等级、建筑构件耐火极限和燃烧性能

参考文献

《普通高等学校土木工程专业新编系列教材：抗震结构设计（第4版）》按照国家土木工程专业教学指导委员会的课程大纲精神和土木工程本科专业“抗震结构设计”课程的教学大纲要求编写，内容包括地震和地震动的基本知识，场地、地基和基础等结构抗震设计的基本概念，结构地震反应分析与抗震验算方法，建筑结构抗震概念设计，多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计。多层砌体结构房屋抗震设计，高层及多层钢结构房屋抗震设计，钢筋混凝土柱单层厂房抗震设计，隔震与耗能减震房屋设计，以及工程结构防灾减灾等。
《普通高等学校土木工程专业新编系列教材：抗震结构设计（第4版）》的目的是使学生通过本课程的学习。能够深刻理解地震、场地、地基和基础等与建筑结构抗震设计的内在联系，掌握建筑结构的地震反应分析原理和抗震验算方法，掌握建筑抗震概念设计的主要特点，掌握多层及高层钢筋混凝土房屋、多层砌体结构房屋、钢筋混凝土柱单层厂房的抗震设计方法及相应构造措施，了解高层及多层钢结构房屋的抗震设计方法及构造要点，了解隔震与耗能减震房屋的设计方法，了解工程结构防灾减灾的基本知识等。

《普通高等学校土木工程专业新编系列教材：抗震结构设计（第4版）》是结合《建筑抗震设计规范≥（GB 50011-2010）编写的抗震结构设计教材。内容包括地震与地震动的基本知识，场地、地基和基础的抗震设计，结构地震反应分析与抗震验算，多层及高层钢筋混凝土和钢结构房屋、砌体结构房屋、钢筋混凝土和钢结构单层厂房等的抗震设计，隔震与耗能减震房屋的设计，以及工程结构防灾减灾。书中附有例题、各章提要及小结、思考题和习题。
《普通高等学校土木工程专业新编系列教材：抗震结构设计（第4版）》可供高等院校土木工程专业学生及教师使用．亦可供从事建筑结构抗震设计、科研人员和施工技术人员参考。