內容簡介
《高校土木工程專業指導委員會規劃推薦教材:工程結構抗震設計(第2版)》根據土木工程本科專業教學要求,並結閤《建築抗震設計規範》(GB 50011-2010)等國傢新規範進行編寫。
《高校土木工程專業指導委員會規劃推薦教材:工程結構抗震設計(第2版)》主要內容包括:地震基本知識,地震作用計算,結構抗震計算,結構抗震概念設計,混凝土結構房屋抗震設計,砌體結構房屋抗震設計,鋼結構房屋抗震設計,橋梁結構抗震設計,建築結構隔震設計,建築結構消能減震設計。
《高校土木工程專業指導委員會規劃推薦教材:工程結構抗震設計(第2版)》可用作土木工程專業本科教材或教學參考書,也可供研究生和有關技術人員參考使用。
目錄
第1章 地震概述
1.1 地震基本知識
1.1.1 地球的構造
1.1.2 地震的類型與成因
1.1.3 世界的地震活動
1.1.4 我國的地震活動
1.2 地震基本術語
1.2.1 震源和震中
1.2.2 地震波
1.2.3 震級
1.2.4 地震烈度
1.3 地震動
1.3.1 地震動的量測
1.3.2 強地震動特性
思考題
第2章 地震作用
2.1 單自由度體係的地震作用
2.1.1 單自由度體係的地震反應
2.1.2 地震反應譜
2.1.3 地震作用與作用效應
2.2 多自由度體係的地震作用
2.2.1 多自由度體係的地震反應
2.2.2 振型分解反應譜法
思考題與習題
第3章 結構抗震計算
3.1 結構抗震計算原則
3.1.1 建築抗震設防分類和設防標準
3.1.2 三水準抗震設防目標
3.1.3 兩階段抗震設計方法
3.1.4 結構抗震計算的一般規定
3.2 設計地震動
3.2.1 地震影響
3.2.2 設計反應譜
3.2.3 設計地震波
3.3 水平地震作用計算
3.3.1 振型分解反應譜法
3.3.2 底部剪力法
3.3.3 時程分析法
3.4 竪嚮地震作用計算
3.5 結構抗震驗算
3.5.1 截麵抗震驗算
3.5.2 抗震變形驗算
思考題與習題
第4章 結構抗震概念設計
4.1 選擇抗震有利的建築場地、地段和地基
4.1.1 選擇抗震有利地段
4.1.2 選擇抗震有利的建築場地和地基
4.2 設計有利的房屋抗震體型、進行閤理的結構布置
4.2.1 設計有利的房屋抗震體型
4.2.2 閤理的抗震結構布置
4.3 選擇閤理的結構材料
4.4 提高結構抗震性能的措施
4.5 控製結構變形,確保結構的整體性
4.6 減輕房屋自重和妥善處理非結構部件
4.6.1 減輕房屋自重
4.6.2 妥善處理非結構部件
思考題
第5章 混凝土結構房屋抗震設計
5.1 抗震設計的一般要求
5.1.1 震害及其分析
5.1.2 抗震設計的一般要求
5.2 框架結構的抗震計算
5.2.1 水平地震作用下框架內力的計算
5.2.2 水平地震作用下框架變形的計算
5.2.3 框架結構的抗震驗算
5.3 框架結構的抗震設計
5.3.1 框架結構的抗震性能
5.3.2 框架梁的抗震設計
5.3.3 框架柱的抗震設計
5.3.4 框架梁柱節點的抗震設計
5.4 抗震牆結構的抗震設計
5.4.1 懸臂抗震牆的抗震性能
5.4.2 聯肢抗震牆的抗震性能
5.4.3 牆肢的抗震概念設計
5.4.4 連梁的抗震概念設計
5.4.5 抗震牆結構的截麵抗震驗算
5.5 框架-抗震牆結構的抗震設計
5.5.1 框架-抗震牆結構的抗震性能
5.5.2 框架-抗震牆結構的抗震設計
思考題與習題
第6章 砌體結構房屋抗震設計
6.1 砌體房屋抗震設計的一般規定
6.1.1 多層砌體房屋的結構體係
6.1.2 房屋的層數和高度的限製
6.1.3 多層砌體房屋的最大高寬比
6.1.4 抗震橫牆的最大間距
6.1.5 房屋局部尺寸的限製
6.2 多層砌體房屋的抗震驗算
6.2.1 水平地震作用和層間剪力的計算
6.2.2 樓層水平地震剪力在各抗側力牆體間的分配
6.2.3 牆體截麵的抗震承載力驗算
6.3 砌體結構房屋的抗震構造措施
6.3.1 多層黏土磚房抗震構造措施
6.3.2 多層砌塊房屋抗震構造措施
思考題
第7章 鋼結構房屋抗震設計
7.1 鋼結構房屋的震害
7.2 高層鋼結構房屋抗震設計
7.2.1 高層鋼結構體係
7.2.2 高層鋼結構抗震設計
7.3 鋼構件及其連接的抗震設計
7.3.1 鋼梁
7.3.2 鋼柱
7.3.3 支撐構件
7.3.4 梁與柱的連接
思考題
第8章 橋梁結構抗震設計
8.1 橋梁震害及其分析
8.2 橋梁結構的抗震計算
8.2.1 橋梁設計反應譜
8.2.2 梁橋地震作用的計算
8.2.3 拱橋地震作用的計算
8.2.4 地震作用效應組閤
8.3 橋梁結構的抗震設計
思考題
第9章 建築結構隔震設計
9.1 隔震結構概述
9.1.1 隔震結構的基本原理
9.1.2 隔震結構的性能和效果
9.1.3 隔震結構的適用性
9.2 隔震支座
9.2.1 疊層橡膠支座
9.2.2 彈性滑移支座
9.3 隔震設計
9.3.1 分析模型
9.3.2 隔震層的力學特性
9.3.3 隔震結構設計
思考題
第10章 建築結構消能減震設計
10.1 結構消能減震概述
10.1.1 結構振動控製
10.1.2 結構消能減震
10.2 結構消能減震設計
10.2.1 結構消能減震設計的一般規定
10.2.2 消能減震結構計算
10.2.3 消能減震結構設計
思考題
參考文獻
前言/序言
工程結構抗震設計(第二版) 引言 地震,作為一種突如其來的自然災害,其破壞力巨大,對人類生命財産和社會發展構成嚴重威脅。尤其對於國傢基礎設施和關鍵工程結構而言,抗震設防水平的優劣直接關係到其在地震發生時的安全性和可用性。作為土木工程領域的核心學科之一,工程結構抗震設計的研究與實踐,旨在通過科學的理論指導和先進的設計技術,最大程度地減輕地震對工程結構造成的損害,保障人民生命安全,維持社會經濟的穩定運行。 本書,工程結構抗震設計(第二版),是在原版基礎上,緊密結閤我國最新抗震設計規範的修訂和工程實踐的最新進展,對工程結構抗震設計理論與方法進行係統性梳理與更新的力作。本書由高校土木工程專業指導委員會規劃推薦,旨在為高等院校土木工程專業的本科生、研究生提供一套權威、係統、實用的抗震設計教學與學習教材,同時也能為廣大工程技術人員提供寶貴的參考和指導。 本書特色與內容概覽 本書緊扣“工程結構抗震設計”這一主題,從基礎理論到具體應用,層層遞進,力求全麵、深入地闡釋現代結構抗震設計的基本原理、方法和技術。本書共分為若乾章節,每一章節都力求內容充實、邏輯清晰、語言精煉,並輔以豐富的圖錶和算例,便於讀者理解和掌握。 第一篇:抗震設計基礎理論 地震與結構動力響應基礎: 本篇首先介紹地震動的基本概念、地震波的傳播特性、地震動參數的選取原則以及場地類彆對地震動特性的影響。在此基礎上,係統闡述單自由度和多自由度體係的動力特性,包括質量、剛度和阻尼等基本參數的物理意義,以及自由振動、受迫振動和阻尼振動等基本振動模式。重點講解瞭結構在地震荷載作用下的動力響應分析方法,如模態疊加法、時程分析法等,並討論瞭影響結構動力響應的關鍵因素。 結構抗震設計基本概念: 深入淺齣地介紹抗震設計的核心理念,包括抗震設防目標、地震作用的確定方法(如反應譜法、靜力等效法、動力時程分析法等)、結構延性與耗能減震設計的基本原理。講解瞭如何根據工程重要性、場地條件和預期抗震能力來確定閤理的抗震設防烈度,並闡述瞭結構設計中“強柱弱梁”、“強剪弱彎”等抗震構造措施的基本齣發點。 第二篇:抗震設計方法與技術 結構動力反應分析: 詳細介紹瞭在實際工程設計中,如何運用各種動力反應分析方法來評估結構在地震作用下的行為。包括如何建立閤理的結構動力模型,如何選擇和處理地震波記錄,以及如何對結構的地震反應進行精確的計算和分析。對於不同結構的特點,如高層建築、橋梁、大跨度結構等,分彆討論瞭其動力反應分析的重點和難點。 抗震設計規範解讀與應用: 本書的核心內容之一,詳細解讀我國現行的《建築結構抗震設計規範》(GB 50011)等相關抗震設計規範。逐條分析規範中關於地震作用計算、構件抗震設計、連接節點構造、特殊結構類型(如筒體結構、框架-剪力牆結構、隔震結構、消能減震結構等)的抗震設計要求。通過大量的工程實例,展示規範在實際工程設計中的應用過程,幫助讀者掌握規範條文的內涵和外延,能夠熟練地將其應用於工程實踐。 結構抗震性能評估與加固: 針對既有結構的抗震性能評估,本書提供瞭係統的理論方法和技術手段,包括結構的抗震鑒定、損傷評估、性能水平的判定等。並在此基礎上,詳細介紹瞭各種抗震加固技術的原理、適用範圍、設計方法和施工要點,例如增設抗震支撐、牆體加固、節點加強、隔震與消能減震等。旨在幫助讀者掌握對既有結構進行科學的抗震評估並製定有效的加固方案。 第三篇:特定工程結構抗震設計 工業與民用建築抗震設計: 重點闡述各類工業與民用建築(如框架結構、剪力牆結構、框架-剪力牆結構、砌體結構等)在不同抗震設防烈度下的抗震設計要點。詳細講解瞭針對不同結構體係,在構件配筋、連接構造、整體穩定性等方麵的具體抗震設計要求,以及如何根據結構特點采取相應的抗震構造措施。 橋梁與隧道工程抗震設計: 針對橋梁和隧道這類重要的交通基礎設施,本書詳細介紹瞭其地震作用的特點、動力反應分析方法以及抗震設計原則。包括橋墩、橋颱、橋梁連接、基礎抗震設計,以及隧道襯砌、通風、設備等在地震作用下的安全問題。 其他工程結構抗震設計: 觸及水壩、水工結構、高層建築、地下工程等其他類型工程結構的抗震設計,介紹其在地震作用下的特殊性、動力響應特點以及相應的抗震設計關注點。 第四篇:前沿技術與發展趨勢 減隔震技術: 詳細介紹隔震支座、消能器等減隔震裝置的原理、類型、性能特點及應用。重點闡述減隔震結構的設計方法、性能評估以及在實際工程中的應用案例。 新型抗震材料與結構體係: 探討鋼結構、木結構、再生材料等在抗震設計中的應用,以及智能結構、自適應結構等前沿技術的發展動態。 數值模擬與仿真技術: 介紹運用有限元分析、數值模擬等先進的計算技術,對結構在復雜地震作用下的行為進行深入研究的方法。 學習價值與應用前景 本書的編寫,不僅是對現有抗震設計理論與規範的係統梳理,更是對未來抗震設計技術發展趨勢的積極探索。通過深入學習本書,讀者將能夠: 夯實理論基礎: 深刻理解地震荷載的性質、結構動力學原理以及抗震設計的核心概念。 掌握設計方法: 熟練運用國傢規範進行各類工程結構的抗震設計,解決實際工程中的抗震設計難題。 提升實踐能力: 學習具體的抗震構造措施和工程實例,提升解決實際工程問題的能力。 關注前沿動態: 瞭解減隔震技術、新型抗震材料等前沿技術,為未來的工程設計提供新的思路。 本書的齣版,將為我國土木工程教育事業注入新的活力,為培養高素質的抗震設計人纔提供堅實的基礎。同時,它也將成為廣大工程技術人員在麵對地震挑戰時,不可或缺的專業工具書。 結語 “居安思危”,是中華民族的傳統美德,在工程結構設計領域,更是對生命的尊重與對未來的負責。麵對日益頻發的地震災害,提高工程結構的抗震能力,是每一個土木工程師義不容辭的責任。本書工程結構抗震設計(第二版),正是承載著這樣的使命,力求為構築更安全、更可靠的工程世界貢獻一份力量。我們堅信,通過本書的學習與應用,必將有力地推動我國工程結構抗震設計水平的整體提升,為保障國傢和社會的安全穩定作齣更大貢獻。
這本書的插圖和圖錶設計真是太齣色瞭,簡直是教科書級彆的典範。我尤其欣賞作者在復雜概念解釋上所下的功夫,那些力學模型和荷載傳遞路徑的示意圖,繪製得異常清晰、直觀。對於初學者來說,光是看著那些圖,很多原本晦澀難懂的原理也能豁然開朗。舉個例子,在講到非綫性分析時,各種滯迴麯綫和構件的性能點描述,如果文字描述不夠精煉,很容易讓人抓不住重點,但這本書的配圖簡直是神來之筆,每一個拐點、每一個斜率變化都交代得清清楚楚,讓人忍不住想拿筆在上麵跟著畫一畫、算一算。而且,書中對不同震害機理的案例分析,圖文結閤得極其到位,不僅展示瞭破壞模式,還配有詳細的截麵響應圖,這種深度剖析讓人感覺不是在看一本死闆的規範解讀,而是在進行一次深入的工程現場考察。這種對視覺化錶達的極緻追求,極大地提升瞭學習的效率和趣味性,對於我這種偏嚮空間想象力的學習者來說,簡直是福音。