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 內(nèi) 容 簡 介

本書是按照高等院校建筑工程專業(yè)的《建筑結構抗震》課程教學大綱要求，并依據(jù)國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》(GB 50011—2010)及相關參考文獻編寫，全書共分8章，主要內(nèi)容為：第1章  地震基礎知識與建筑抗震設防；第2章  場地、地基與基礎；第3章  結構地震反應分析與抗震驗算；第4章  多層及高層鋼筋混凝土房屋抗震設計；第5章  多層砌體結構房屋的抗震設計；第6章  多層和高層建筑鋼結構抗震設計；第7章  隔震與消能減震及非結構構件抗震設計；第8章  建筑抗震性能化設計。

本書可作為高等院校建筑工程及相關專業(yè)的教材，也可供建筑工程設計及施工技術人員參考使用。

 

前    言

　　本書是根據(jù)教育部對建筑工程專業(yè)的培養(yǎng)要求，結合作者多年的教學實踐經(jīng)驗，參考中華人民共和國國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》(GB 50011—2010)及相關參考文獻編寫，內(nèi)容包括抗震概念設計、場地、地基和基礎、各類民用建筑的抗震設計的理論和方法，以及非結構抗震、隔震與消能減震，建筑性能化設計等。

　　本書簡明扼要、力求實用，既重視基本概念的闡述，又強調抗震理論的應用。全書分為8 章，前3章為基本理論部分，后5章為專題部分。考慮到鋼結構應用日益廣泛，本書還增加了鋼結構抗震的章節(jié)，討論了隔震與消能減震和非結構抗震等前沿性的課題，并將建筑性能化設計作為一章單獨講述。

　　本書由華北理工大學張玉敏教授、蘇幼坡教授、韓建強副教授擔任主編，徐國強副教授、楊志年博士、王寧博士擔任副主編。書中第1、3章由張玉敏編寫；第2章由徐國強編寫，第4、5章由韓建強編寫；第6章由王寧編寫；第7章由楊志年編寫；第8章由楊志年、王寧編寫；全書由蘇幼坡教授主審。

　　在本書編寫過程中，參考了大量國內(nèi)外近年來出版的建筑結構抗震設計方面的教材、規(guī)范和手冊等文獻，在此對相關作者表示感謝。

　　因編寫作者水平有限，時間倉促，書中難免有遺漏和不足之處，希望廣大讀者批評指正。

　　

                                                             編  者

 

　　

目    錄

 

第1章  地震基礎知識與建筑抗震

設防 1

1.1  地震與地震動 2

1.1.1  地球的構造 2

1.1.2  地震類型與成因 3

1.1.3  地震波 5

1.1.4  地震強度 6

1.1.5  常用術語 12

1.2  地震活動與地震分布 12

1.2.1  世界地震活動 12

1.2.2  我國地震活動 13

1.2.3  我國嚴重的地震災害 14

1.3  地震的破壞作用 15

1.3.1  地表的破壞現(xiàn)象 15

1.3.2  建筑物的破壞 16

1.3.3  次生災害 17

1.4  建筑結構的抗震設防 18

1.4.1  抗震設防依據(jù) 18

1.4.2  建筑抗震設防要求 20

1.4.3  建筑抗震設防分類及設防

標準 21

1.5  建筑結構抗震概念設計 22

1.5.1  場地、地基和基礎的要求 23

1.5.2  建筑結構的規(guī)則性 23

1.5.3  抗震結構體系 26

1.5.4  結構構件 27

1.5.5  非結構構件 27

思考題 28

第2章  場地、地基與基礎 29

2.1  場地 30

2.1.1  場地和地基的破壞作用 31

2.1.2  場地的地震動作用 31

2.2  場地分類 31

2.2.1  場地條件對震害的影響 31

2.2.2  覆蓋層厚度 32

2.2.3  場地土類型 33

2.2.4  場地類別劃分 33

2.3  天然地基與基礎 34

2.3.1  地基抗震設計原則 34

2.3.2  地基土抗震承載力 35

2.3.3  地基抗震驗算 35

2.4  液化土地基 36

2.4.1  地基土液化及其影響因素 36

2.4.2  液化的判別 37

2.4.3  液化地基的評價 39

2.4.4  液化地基的抗震措施 40

2.5  樁基的抗震驗算 41

2.5.1  非液化土中樁基抗震驗算 41

2.5.2  液化土中樁基抗震驗算 42

思考題 43

第3章  結構地震反應分析與抗震

驗算 45

3.1  概述 46

3.2  單自由度彈性體系的地震反應分析 47

3.2.1  計算簡圖 47

3.2.2  運動方程 47

3.2.3  自由振動 48

3.2.4  強迫振動 50

3.3  單自由度彈性體系的水平地震作用

及其反應譜 51

3.3.1  水平地震作用的基本公式 51

3.3.2  地震反應譜 52

3.3.3  標準反應譜 53

3.3.4  設計反應譜 55

3.4  多自由度彈性體系地震反應分析

的振型分解法 57

3.4.1  計算簡圖 57

3.4.2  運動方程 57

3.4.3  自由振動 59

3.4.4  振型分解法 72

3.5  多自由度體系的水平地震作用 76

3.5.1  振型分解反應譜法 76

3.5.2  底部剪力法 78

3.6  結構的地震扭轉效應 83

3.6.1  剛心與質心 83

3.6.2  單層偏心結構的振動 84

3.6.3  多層偏心結構的振動 87

3.6.4  偏心結構的地震作用 89

3.7  地基與結構的相互作用 92

3.7.1  地基與結構的相互作用對

結構地震反應的影響 92

3.7.2  考慮地基結構相互作用的

抗震設計 93

3.8  豎向地震作用 94

3.8.1  高聳結構和高層建筑 94

3.8.2  屋蓋結構 95

3.8.3  其他結構 96

3.9  結構地震反應的時程分析法 96

3.9.1  概述 96

3.9.2  恢復力特性曲線 97

3.9.3  結構的計算模型 98

3.9.4  地震波的選用 102

3.9.5  地震反應的數(shù)值分析法 104

3.10  建筑結構抗震驗算 106

3.10.1  結構抗震承載力驗算 107

3.10.2  結構的抗震變形驗算 109

思考題 113

第4章  多層及高層鋼筋混凝土

房屋抗震設計 115

4.1  震害分析 116

4.2  抗震設計的一般要求 120

4.2.1  結構體系選擇 121

4.2.2  結構布置 122

4.2.3  抗震等級 126

4.3  框架內(nèi)力與位移計算 127

4.3.1  水平地震作用計算 128

4.3.2  水平地震作用下框架內(nèi)力

的計算 128

4.3.3  豎向荷載作用下框架內(nèi)力

計算 129

4.3.4  豎向荷載下的梁端彎矩

調幅 129

4.3.5  豎向活荷載的最不利布置 129

4.3.6  內(nèi)力組合 130

4.3.7  框架結構位移驗算 132

4.4  框架結構構件設計 133

4.4.1  框架梁截面設計 133

4.4.2  框架柱截面設計 136

4.4.3  框架節(jié)點抗震設計 142

4.5  抗震墻結構抗震設計 146

4.5.1  抗震墻的厚度及墻肢長度 146

4.5.2  抗震墻的分布鋼筋 146

4.5.3  軸壓比限值 147

4.5.4  邊緣構件 147

4.5.5  連梁 149

4.6  框架-抗震墻結構的基本要求 149

4.7  多層框架結構抗震設計案例 150

4.7.1  工程概況 150

4.7.2  設計依據(jù) 150

4.7.3  截面尺寸初步估計 151

4.7.4  荷載計算 152

4.7.5  梁、柱剛度計算 154

4.7.6  水平地震作用計算及側移

驗算 155

4.7.7  內(nèi)力計算 157

4.7.8  荷載組合及調整 158

4.7.9  框架梁配筋計算 160

4.7.10  框架柱配筋計算 162

思考題 164

第5章  多層砌體結構房屋的抗震

設計 165

5.1  震害及分析 166

5.1.1  墻體的破壞 167

5.1.2  墻體轉角處的破壞 167

5.1.3  樓梯間的破壞 168

5.1.4  內(nèi)外墻連接處的破壞 168

5.1.5  屋蓋的破壞 168

5.1.6  突出屋面小房間的震害 169

5.2  結構方案與結構布置 169

5.2.1  基本要求 169

5.2.2  房屋總高度和層數(shù)限值 169

5.2.3  房屋最大高寬比 170

5.2.4  房屋抗震橫墻最大間距 171

5.2.5  房屋局部尺寸 171

5.3  多層砌體房屋抗震計算 172

5.3.1  計算簡圖 172

5.3.2  地震作用 173

5.3.3  樓層地震剪力在墻體中的

分配 174

5.3.4  墻體抗震承載力驗算 179

5.4  多層砌體結構房屋的抗震構造

措施 181

5.4.1  多層磚房構造措施 181

5.4.2  多層砌塊結構房屋的抗震

構造措施 185

5.5  多層砌體結構房屋的抗震計算

案例 186

思考題 189

第6章  多層和高層建筑鋼結構

抗震設計 191

6.1  多層和高層鋼結構的主要震害

特征 192

6.1.1  節(jié)點連接破壞 192

6.1.2  構件破壞 195

6.1.3  結構倒塌 195

6.2  多層和高層鋼結構的選型與結構

布置 196

6.2.1  結構選型 196

6.2.2  鋼結構抗震等級 197

6.2.3  結構平面布置 197

6.2.4  結構豎向布置 199

6.2.5  結構布置的其他要求 199

6.3  多層和高層鋼結構的抗震概念

設計 200

6.3.1  優(yōu)先采用延性好的結構

方案 200

6.3.2  多道結構防線要求 200

6.3.3  強節(jié)點弱構件要求 200

6.3.4  強柱弱梁要求 203

6.3.5  偏心支撐框架弱消能梁段

要求 203

6.3.6  其他抗震特殊要求 204

6.4  多層和高層鋼結構的抗震計算

要求 207

6.4.1  計算模型 207

6.4.2  阻尼比 208

6.4.3  計算有關要求 208

6.5  多層和高層鋼結構抗震構造要求 209

6.5.1  純框架結構抗震構造措施 209

6.5.2  中心支撐框架抗震構造

措施 212

6.5.3  偏心支撐框架抗震構造

措施 214

思考題 216

第7章  隔震與消能減震及非結構

構件抗震設計 217

7.1  概述 218

7.2  隔震結構房屋設計 219

7.2.1  結構隔震原理 219

7.2.2  隔震系統(tǒng)的構成 219

7.2.3  隔震結構的設計要點 220

7.3  消能減震結構設計 225

7.3.1  消能減震部件及其布置 225

7.3.2  消能減震設計計算要點 225

7.3.3  消能部件附加給結構的

有效阻尼比和有效剛度

確定 226

7.3.4  支撐構件剛度或恢復力

滯回模型的要求 227

7.3.5  消能器的性能檢驗 227

7.3.6  消能部件的連接 227

7.4  非結構構件抗震設計規(guī)定 228

7.4.1  一般要求 228

7.4.2  基本計算要求 228

7.4.3  建筑非結構構件的基本

抗震措施 229

7.4.4  建筑附屬機電設備支架的

基本抗震措施 231

思考題 232

第8章  建筑抗震性能化設計 233

8.1  概述 234

8.2  抗震設防目標 235

8.3  結構性能目標選擇 236

8.4  性能設計指標的選定及設計方法 237

8.5  不同抗震性能水準位移控制目標 239

8.6  結構抗震性能設計對彈塑性計算

分析的要求 239

思考題 240

附錄A  我國主要城鎮(zhèn)抗震設防

烈度、設計基本地震加

速度和設計地震分組 241

參考文獻 255