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1地震基础知识与工程结构抗震设防1

本章提要1

1.1地震灾害1

1.1.1工程结构的破坏1

1.1.2地面破坏1

1.1.3地震的次生灾害2

1.2地震的成因2

1.2.1地震的类型2

1.2.2地震成因3

1.2.3地震波的传播3

1.3地震度量5

1.3.1地震震级5

1.3.2地震烈度5

1.3.3基本烈度7

1.4地震活动8

1.4.1世界地震活动8

1.4.2中国地震活动9

1.5工程结构的抗震设防11

1.5.1抗震设防的目的和要求11

1.5.2建筑抗震设防分类和设防标准11

1.5.3建筑抗震设计方法12

1.6抗震设计的基本要求12

1.6.1场地的选择12

1.6.2建筑和结构的规则性13

1.6.3抗震结构体系15

1.6.4 非结构构件17

1.6.5结构材料与施工17

本章小结18

思考题与习题18

2场地、地基和基础19

本章提要19

2.1场地19

2.1.1场地选择19

2.1.2场地类别划分19

2.1.3发震断裂对工程影响的评价21

2.2天然地基和基础22

2.2.1地基基础抗震设计一般要求22

2.2.2可不进行地基基础抗震验算的范围22

2.2.3地基抗震承载力验算23

2.2.4地基土抗震承载力确定23

2.3液化土地基24

2.3.1液化的机理及危害24

2.3.2液化判别与危害性分析24

2.3.3地基抗液化及选择依据26

2.4桩基的抗震验算28

2.4.1桩基不验算范围28

2.4.2低承台桩基的抗震验算28

2.4.3桩的构造要求29

本章小结29

思考题与习题30

3 工程结构地震反应分析与抗震验算31

本章提要31

3.1概述31

3.2单质点弹性体系的水平地震反应32

3.2.1单质点弹性体系32

3.2.2运动方程的建立32

3.2.3运动方程的解33

3.3单质点弹性体系的水平地震作用35

3.3.1水平地震作用35

3.3.2地震系数36

3.3.3动力系数36

3.3.4地震影响系数37

3.4多质点弹性体系的水平地震反应39

3.4.1多质点弹性体系39

3.4.2重力荷载代表值的确定39

3.4.3多质点弹性体系的自由振动40

3.4.4多质点弹性体系的地震反应44

3.5多质点弹性体系的水平地震作用47

3.5.1振型分解反应谱法47

3.5.2底部剪力法49

3.5.3水平地震作用下地震内力的调整52

3.6结构自振周期的近似计算53

3.6.1瑞利法53

3.6.2等效质量法54

3.6.3顶点位移法55

3.7水平地震作用下的扭转效应56

3.8结构竖向地震作用的计算57

3.8.1反应谱法57

3.8.2静力法58

3.9地震作用计算的一般规定59

3.9.1结构抗震计算原则59

3.9.2结构抗震计算方法的选用59

3.10结构抗震验算60

3.10.1截面抗震验算60

3.10.2抗震变形验算61

本章小结64

思考题与习题65

4多层及高层混凝土结构抗震设计67

本章提要67

4.1震害及其分析67

4.1.1结构布置不合理产生的震害67

4.1.2防震缝处碰撞产生的震害68

4.1.3共振效应引起的震害68

4.1.4框架柱的震害68

4.1.5框架梁的震害69

4.1.6框架梁、柱节点的震害69

4.1.7抗震墙的震害69

4.1.8填充墙的震害69

4.2抗震设计的一般规定70

4.2.1房屋适用的最大高度70

4.2.2抗震等级71

4.2.3结构平面和竖向布置73

4.2.4一般抗震措施75

4.3框架结构的抗震设计79

4.3.1结构计算简图79

4.3.2框架在竖向荷载下的内力计算80

4.3.3框架在水平荷载下的内力计算82

4.3.4框架侧移计算87

4.3.5内力组合88

4.4框架截面设计89

4.4.1结构的合理破坏机制及有关原则89

4.4.2框架柱的设计90

4.4.3框架梁的设计99

4.4.4框架节点的设计104

4.5框架计算实例108

本章小结120

思考题与习题121

5多层砌体房屋抗震设计122

本章提要122

5.1震害及其分析122

5.2抗震设计的一般规定123

5.2.1建筑平面及结构布置124

5.2.2多层房屋的总高度和层数限值124

5.2.3多层砌体房屋高宽比限值125

5.2.4房屋抗震横墙的间距125

5.2.5房屋局部尺寸限值125

5.3多层砌体房屋的抗震设计126

5.3.1计算简图126

5.3.2地震作用126

5.3.3楼层地震剪力在墙体中的分配127

5.3.4墙体抗震承载力验算132

5.4构造要求134

5.4.1多层砖房构造措施134

5.4.2多层砌块结构房屋的抗震构造措施137

5.5底部框架-抗震墙房屋的抗震设计138

5.5.1结构方案与结构布置138

5.5.2底部框架-抗震墙房屋的抗震设计要点139

5.5.3底部框架-抗震墙房屋的抗震构造措施141

5.6设计实例142

本章小结148

思考题与习题148

6单层厂房抗震设计149

本章提要149

6.1震害及其分析149

6.1.1单层钢筋混凝土柱厂房149

6.1.2单层钢结构厂房152

6.1.3单层砖柱厂房152

6.2抗震设计的一般规定152

6.2.1单层钢筋混凝土柱厂房153

6.2.2单层砖柱厂房155

6.2.3单层钢结构厂房155

6.3钢筋混凝土柱厂房抗震设计155

6.3.1计算模型的选择与抗震计算的主要内容155

6.3.2横向抗震计算157

6.3.3纵向抗震计算166

6.3.4截面抗震验算176

6.3.5抗震构造措施179

6.3.6实例184

6.4钢结构厂房抗震设计188

6.4.1结构计算模型和地震作用计算方法的选择188

6.4.2抗震计算要点189

6.4.3抗震构造措施190

6.5砖柱厂房抗震设计191

6.5.1地震作用计算方法的选择191

6.5.2抗震计算要点192

6.5.3抗震构造措施192

本章小结194

思考题与习题194

7多层钢结构抗震设计195

本章提要195

7.1多层钢结构的震害分析195

7.1.1底层或中间层的坍塌195

7.1.2构件的破坏195

7.1.3节点的破坏196

7.2多层钢结构房屋的抗震性能196

7.2.1框架结构的抗震性能196

7.2.2框架-支撑结构的抗震性能196

7.2.3框架-抗震墙板结构的抗震性能197

7.3抗震设计的一般规定198

7.3.1钢结构民用房屋适用的结构类型和最大高度198

7.3.2房屋最大高宽比的限制199

7.3.3防震缝的设置199

7.3.4结构体系的选用和布置199

7.3.5楼盖的设置199

7.3.6地下室的设置200

7.4多层钢结构的抗震计算200

7.4.1地震作用的计算200

7.4.2在地震作用下的内力和变形的调整200

7.4.3在地震作用下的变形验算201

7.4.4钢结构构件与连接的抗震承载力验算201

7.5多层钢结构抗震构造措施207

7.5.1钢框架结构抗震构造措施207

7.5.2钢框架-中心支撑结构抗震构造措施209

7.5.3钢框架-偏心支撑结构抗震构造措施211

7.6多层钢结构厂房抗震设计213

7.6.1多层钢结构厂房的结构体系213

7.6.2多层钢结构厂房的布置213

7.6.3多层钢结构厂房的抗震计算要点214

7.6.4多层钢结构厂房的抗震构造措施215

本章小结216

思考题与习题216

8隔震和消能减震结构设计217

本章提要217

8.1概述217

8.2隔震结构设计217

8.2.1结构隔震原理217

8.2.2隔震系统的构成218

8.2.3隔震结构的设计要点218

8.2.4隔震结构的构造措施221

8.3消能减震结构设计222

8.3.1结构消能减震原理222

8.3.2消能减震装置的类型222

8.3.3消能减震结构的设计要点223

本章小结225

思考题与习题225

附录A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226

附录B中国地震烈度表（GB/T 17742—2008）240

附录C242

参考文献245