内 容 简 介

本书是按照高等院校建筑工程专业的《建筑结构抗震》课程教学大纲要求，并依据国家标准《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)及相关参考文献编写，全书共分8章，主要内容为：第1章  地震基础知识与建筑抗震设防；第2章  场地、地基与基础；第3章  结构地震反应分析与抗震验算；第4章  多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计；第5章  多层砌体结构房屋的抗震设计；第6章  多层和高层建筑钢结构抗震设计；第7章  隔震与消能减震及非结构构件抗震设计；第8章  建筑抗震性能化设计。

本书可作为高等院校建筑工程及相关专业的教材，也可供建筑工程设计及施工技术人员参考使用。

 

前    言

　　本书是根据教育部对建筑工程专业的培养要求，结合作者多年的教学实践经验，参考中华人民共和国国家标准《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)及相关参考文献编写，内容包括抗震概念设计、场地、地基和基础、各类民用建筑的抗震设计的理论和方法，以及非结构抗震、隔震与消能减震，建筑性能化设计等。

　　本书简明扼要、力求实用，既重视基本概念的阐述，又强调抗震理论的应用。全书分为8 章，前3章为基本理论部分，后5章为专题部分。考虑到钢结构应用日益广泛，本书还增加了钢结构抗震的章节，讨论了隔震与消能减震和非结构抗震等前沿性的课题，并将建筑性能化设计作为一章单独讲述。

　　本书由华北理工大学张玉敏教授、苏幼坡教授、韩建强副教授担任主编，徐国强副教授、杨志年博士、王宁博士担任副主编。书中第1、3章由张玉敏编写；第2章由徐国强编写，第4、5章由韩建强编写；第6章由王宁编写；第7章由杨志年编写；第8章由杨志年、王宁编写；全书由苏幼坡教授主审。

　　在本书编写过程中，参考了大量国内外近年来出版的建筑结构抗震设计方面的教材、规范和手册等文献，在此对相关作者表示感谢。

　　因编写作者水平有限，时间仓促，书中难免有遗漏和不足之处，希望广大读者批评指正。

　　

                                                             编  者

 

　　

目    录

 

第1章  地震基础知识与建筑抗震

设防 1

1.1  地震与地震动 2

1.1.1  地球的构造 2

1.1.2  地震类型与成因 3

1.1.3  地震波 5

1.1.4  地震强度 6

1.1.5  常用术语 12

1.2  地震活动与地震分布 12

1.2.1  世界地震活动 12

1.2.2  我国地震活动 13

1.2.3  我国严重的地震灾害 14

1.3  地震的破坏作用 15

1.3.1  地表的破坏现象 15

1.3.2  建筑物的破坏 16

1.3.3  次生灾害 17

1.4  建筑结构的抗震设防 18

1.4.1  抗震设防依据 18

1.4.2  建筑抗震设防要求 20

1.4.3  建筑抗震设防分类及设防

标准 21

1.5  建筑结构抗震概念设计 22

1.5.1  场地、地基和基础的要求 23

1.5.2  建筑结构的规则性 23

1.5.3  抗震结构体系 26

1.5.4  结构构件 27

1.5.5  非结构构件 27

思考题 28

第2章  场地、地基与基础 29

2.1  场地 30

2.1.1  场地和地基的破坏作用 31

2.1.2  场地的地震动作用 31

2.2  场地分类 31

2.2.1  场地条件对震害的影响 31

2.2.2  覆盖层厚度 32

2.2.3  场地土类型 33

2.2.4  场地类别划分 33

2.3  天然地基与基础 34

2.3.1  地基抗震设计原则 34

2.3.2  地基土抗震承载力 35

2.3.3  地基抗震验算 35

2.4  液化土地基 36

2.4.1  地基土液化及其影响因素 36

2.4.2  液化的判别 37

2.4.3  液化地基的评价 39

2.4.4  液化地基的抗震措施 40

2.5  桩基的抗震验算 41

2.5.1  非液化土中桩基抗震验算 41

2.5.2  液化土中桩基抗震验算 42

思考题 43

第3章  结构地震反应分析与抗震

验算 45

3.1  概述 46

3.2  单自由度弹性体系的地震反应分析 47

3.2.1  计算简图 47

3.2.2  运动方程 47

3.2.3  自由振动 48

3.2.4  强迫振动 50

3.3  单自由度弹性体系的水平地震作用

及其反应谱 51

3.3.1  水平地震作用的基本公式 51

3.3.2  地震反应谱 52

3.3.3  标准反应谱 53

3.3.4  设计反应谱 55

3.4  多自由度弹性体系地震反应分析

的振型分解法 57

3.4.1  计算简图 57

3.4.2  运动方程 57

3.4.3  自由振动 59

3.4.4  振型分解法 72

3.5  多自由度体系的水平地震作用 76

3.5.1  振型分解反应谱法 76

3.5.2  底部剪力法 78

3.6  结构的地震扭转效应 83

3.6.1  刚心与质心 83

3.6.2  单层偏心结构的振动 84

3.6.3  多层偏心结构的振动 87

3.6.4  偏心结构的地震作用 89

3.7  地基与结构的相互作用 92

3.7.1  地基与结构的相互作用对

结构地震反应的影响 92

3.7.2  考虑地基结构相互作用的

抗震设计 93

3.8  竖向地震作用 94

3.8.1  高耸结构和高层建筑 94

3.8.2  屋盖结构 95

3.8.3  其他结构 96

3.9  结构地震反应的时程分析法 96

3.9.1  概述 96

3.9.2  恢复力特性曲线 97

3.9.3  结构的计算模型 98

3.9.4  地震波的选用 102

3.9.5  地震反应的数值分析法 104

3.10  建筑结构抗震验算 106

3.10.1  结构抗震承载力验算 107

3.10.2  结构的抗震变形验算 109

思考题 113

第4章  多层及高层钢筋混凝土

房屋抗震设计 115

4.1  震害分析 116

4.2  抗震设计的一般要求 120

4.2.1  结构体系选择 121

4.2.2  结构布置 122

4.2.3  抗震等级 126

4.3  框架内力与位移计算 127

4.3.1  水平地震作用计算 128

4.3.2  水平地震作用下框架内力

的计算 128

4.3.3  竖向荷载作用下框架内力

计算 129

4.3.4  竖向荷载下的梁端弯矩

调幅 129

4.3.5  竖向活荷载的最不利布置 129

4.3.6  内力组合 130

4.3.7  框架结构位移验算 132

4.4  框架结构构件设计 133

4.4.1  框架梁截面设计 133

4.4.2  框架柱截面设计 136

4.4.3  框架节点抗震设计 142

4.5  抗震墙结构抗震设计 146

4.5.1  抗震墙的厚度及墙肢长度 146

4.5.2  抗震墙的分布钢筋 146

4.5.3  轴压比限值 147

4.5.4  边缘构件 147

4.5.5  连梁 149

4.6  框架-抗震墙结构的基本要求 149

4.7  多层框架结构抗震设计案例 150

4.7.1  工程概况 150

4.7.2  设计依据 150

4.7.3  截面尺寸初步估计 151

4.7.4  荷载计算 152

4.7.5  梁、柱刚度计算 154

4.7.6  水平地震作用计算及侧移

验算 155

4.7.7  内力计算 157

4.7.8  荷载组合及调整 158

4.7.9  框架梁配筋计算 160

4.7.10  框架柱配筋计算 162

思考题 164

第5章  多层砌体结构房屋的抗震

设计 165

5.1  震害及分析 166

5.1.1  墙体的破坏 167

5.1.2  墙体转角处的破坏 167

5.1.3  楼梯间的破坏 168

5.1.4  内外墙连接处的破坏 168

5.1.5  屋盖的破坏 168

5.1.6  突出屋面小房间的震害 169

5.2  结构方案与结构布置 169

5.2.1  基本要求 169

5.2.2  房屋总高度和层数限值 169

5.2.3  房屋最大高宽比 170

5.2.4  房屋抗震横墙最大间距 171

5.2.5  房屋局部尺寸 171

5.3  多层砌体房屋抗震计算 172

5.3.1  计算简图 172

5.3.2  地震作用 173

5.3.3  楼层地震剪力在墙体中的

分配 174

5.3.4  墙体抗震承载力验算 179

5.4  多层砌体结构房屋的抗震构造

措施 181

5.4.1  多层砖房构造措施 181

5.4.2  多层砌块结构房屋的抗震

构造措施 185

5.5  多层砌体结构房屋的抗震计算

案例 186

思考题 189

第6章  多层和高层建筑钢结构

抗震设计 191

6.1  多层和高层钢结构的主要震害

特征 192

6.1.1  节点连接破坏 192

6.1.2  构件破坏 195

6.1.3  结构倒塌 195

6.2  多层和高层钢结构的选型与结构

布置 196

6.2.1  结构选型 196

6.2.2  钢结构抗震等级 197

6.2.3  结构平面布置 197

6.2.4  结构竖向布置 199

6.2.5  结构布置的其他要求 199

6.3  多层和高层钢结构的抗震概念

设计 200

6.3.1  优先采用延性好的结构

方案 200

6.3.2  多道结构防线要求 200

6.3.3  强节点弱构件要求 200

6.3.4  强柱弱梁要求 203

6.3.5  偏心支撑框架弱消能梁段

要求 203

6.3.6  其他抗震特殊要求 204

6.4  多层和高层钢结构的抗震计算

要求 207

6.4.1  计算模型 207

6.4.2  阻尼比 208

6.4.3  计算有关要求 208

6.5  多层和高层钢结构抗震构造要求 209

6.5.1  纯框架结构抗震构造措施 209

6.5.2  中心支撑框架抗震构造

措施 212

6.5.3  偏心支撑框架抗震构造

措施 214

思考题 216

第7章  隔震与消能减震及非结构

构件抗震设计 217

7.1  概述 218

7.2  隔震结构房屋设计 219

7.2.1  结构隔震原理 219

7.2.2  隔震系统的构成 219

7.2.3  隔震结构的设计要点 220

7.3  消能减震结构设计 225

7.3.1  消能减震部件及其布置 225

7.3.2  消能减震设计计算要点 225

7.3.3  消能部件附加给结构的

有效阻尼比和有效刚度

确定 226

7.3.4  支撑构件刚度或恢复力

滞回模型的要求 227

7.3.5  消能器的性能检验 227

7.3.6  消能部件的连接 227

7.4  非结构构件抗震设计规定 228

7.4.1  一般要求 228

7.4.2  基本计算要求 228

7.4.3  建筑非结构构件的基本

抗震措施 229

7.4.4  建筑附属机电设备支架的

基本抗震措施 231

思考题 232

第8章  建筑抗震性能化设计 233

8.1  概述 234

8.2  抗震设防目标 235

8.3  结构性能目标选择 236

8.4  性能设计指标的选定及设计方法 237

8.5  不同抗震性能水准位移控制目标 239

8.6  结构抗震性能设计对弹塑性计算

分析的要求 239

思考题 240

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 241

参考文献 255