本書根據(jù)土木工程本科專業(yè)工程結(jié)構(gòu)抗震課程教學的培養(yǎng)目標,結(jié)合GB 50011—2010《建筑抗震設計規(guī)范(2016年版)》、GB 18306—2015《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》、GB 50017—2017《鋼結(jié)構(gòu)設計標準》等現(xiàn)行規(guī)范及標準編寫而成。全書共10章,主要內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)抗震設計基本知識,建筑抗震的概念設計,建筑場地、地基和基礎,結(jié)構(gòu)地震反應和結(jié)構(gòu)抗震驗算,多層和高層鋼筋混凝土房屋抗震設計,多層砌體和底部框架砌體房屋抗震設計,多層和高層鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設計,橋梁延性抗震設計,結(jié)構(gòu)隔震和消能減震設計,地下建筑抗震設計。本書設置了多層和高層鋼筋混凝土房屋抗震設計、多層砌體和底部框架砌體房屋抗震設計、橋梁延性抗震設計三個實例,以便讀者理解和掌握相關內(nèi)容。
本書可作為普通高等院校土木工程專業(yè)工程結(jié)構(gòu)抗震課程的教材,也可作為從事土木工程設計、施工和監(jiān)理等工作的工程技術人員的參考書。
前言
我國處于環(huán)太平洋地震帶和亞歐地震帶之間,是世界上地震災害最嚴重的國家之一。我國的地震活動分布廣、震級高、震源淺、震害嚴重。1976年唐山地震、2008年汶川地震、2010年玉樹地震等大地震不僅造成了巨大的人員傷亡和經(jīng)濟損失,還帶來了無法磨滅的心靈之痛。目前地震的監(jiān)測預報還是世界性難題,故抓好工程結(jié)構(gòu)的抗震設防,提高工程結(jié)構(gòu)自身的抗震能力尤為重要。
工程結(jié)構(gòu)抗震設計是高等院校土木工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課程。該課程設置的教學目的就是培養(yǎng)學生的工程抗震意識,使其掌握工程結(jié)構(gòu)抗震設防的基本理論與方法。本書結(jié)合GB 50011—2010《建筑抗震設計規(guī)范(2016年版)》、JTG/T B02-01—2008《公路橋梁抗震設計細則》、CJJ 166—2011《城市橋梁抗震設計規(guī)范》,GB 18306—2015《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》、GB 50017—2017《鋼結(jié)構(gòu)設計標準》等現(xiàn)行規(guī)范編寫而成。本書吸收了近年來工程抗震領域的成熟經(jīng)驗和成果,增加了關于性能設計的內(nèi)容,力圖體現(xiàn)抗震設計的新趨勢,使設計理念更加先進;增加了結(jié)構(gòu)隔震和消能減震設計、地下建筑抗震設計的專門章節(jié),使涵蓋的結(jié)構(gòu)類型更加完整;系統(tǒng)介紹了結(jié)構(gòu)非彈性地震反應時程分析方法及靜力彈塑性分析方法,較大程度上拓寬了知識面,更好地滿足了土木工程本科專業(yè)的教學需要。本書在編寫過程中注重基本概念、基本理論和基本方法的介紹,注重內(nèi)容的系統(tǒng)性及與其他相關課程內(nèi)容上的銜接性,注重理論知識和工程實踐的結(jié)合。為便于讀者理解和鞏固所學知識,主要章節(jié)都設置了例題或設計實例,章末設有思考題或習題。
本書由山東農(nóng)業(yè)大學張耀軍、新疆塔里木大學于海波擔任主編,山東農(nóng)業(yè)大學王新元、徐宗美、史玲擔任副主編,中國農(nóng)業(yè)大學莊金釗、河北大學方有亮、山東建筑大學趙全斌參編。全書由張耀軍統(tǒng)稿。具體編寫分工如下:徐宗美編寫第1、7章,張耀軍編寫第2、3章,張耀軍、趙全斌編寫第4章,莊金釗編寫第5章,于海波編寫第6章,史玲編寫第8章,方有亮編寫第9章,王新元編寫第10章并整理附錄。
在本書編寫過程中,學習和參考了大量已出版的教材,以及一些專家、學者的著作,在此謹向原編著者致以誠摯的謝意。
限于編者水平,書中難免存在不妥之處,敬請讀者提出寶貴意見。
編者
前言
第1章結(jié)構(gòu)抗震設計基本知識1
1.1地震的成因1
1.2地震波及其傳播3
1.3地震震級與烈度4
1.4地震活動及其破壞作用7
1.5工程結(jié)構(gòu)的抗震設防12
思考題與習題16
第2章建筑抗震的概念設計17
2.1建筑場地選擇17
2.2結(jié)構(gòu)的規(guī)則性18
2.3結(jié)構(gòu)體系布置與選擇21
2.4非結(jié)構(gòu)構(gòu)件22
2.5結(jié)構(gòu)材料與施工要求22
思考題23
第3章建筑場地、地基和基礎24
3.1建筑場地的選擇24
3.2建筑場地類別的劃分26
3.3天然地基和基礎的抗震驗算30
3.4地基土的液化與抗液化措施32
3.5樁基礎抗震設計40
思考題與習題42
第4章結(jié)構(gòu)地震反應和結(jié)構(gòu)抗震驗算44
4.1單自由度彈性體系的水平地震反應44
4.2單自由度彈性體系水平地震作用及反應譜47
4.3多自由度彈性體系的水平地震反應53
4.4多自由度彈性體系水平地震作用的計算60
4.5結(jié)構(gòu)基本周期的近似計算67
4.6考慮扭轉(zhuǎn)影響的水平地震作用計算69
4.7結(jié)構(gòu)豎向地震作用71
4.8結(jié)構(gòu)非彈性地震反應分析方法簡介73
4.9結(jié)構(gòu)抗震驗算82
思考題與習題88
第5章多層和高層鋼筋混凝土房屋抗震設計90
5.1多層和高層鋼筋混凝土房屋的震害特點90
5.2多層和高層鋼筋混凝土房屋抗震設計的一般規(guī)定94
5.3框架結(jié)構(gòu)的抗震計算與抗震構(gòu)造措施100
5.4抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震計算與抗震構(gòu)造措施124
5.5框架—抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震計算與抗震構(gòu)造措施139
思考題144
第6章多層砌體和底部框架砌體房屋抗震設計145
6.1多層砌體和底部框架砌體房屋的震害特點145
6.2多層砌體房屋抗震設計的一般規(guī)定147
6.3多層砌體房屋的抗震驗算150
6.4多層砌體房屋的抗震構(gòu)造措施163
6.5底部框架—抗震墻砌體房屋抗震設計的一般規(guī)定168
6.6底部框架—抗震墻砌體房屋的抗震構(gòu)造措施171
思考題173
第7章多層和高層鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設計175
7.1多層和高層鋼結(jié)構(gòu)的震害特點175
7.2多層和高層鋼結(jié)構(gòu)房屋體系176
7.3多層和高層鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設計的一般規(guī)定180
7.4多層和高層鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震計算183
7.5鋼框架結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施189
思考題195
第8章橋梁延性抗震設計196
8.1橋梁震害196
8.2橋梁工程抗震設計的一般規(guī)定199
8.3延性抗震設計理論202
8.4規(guī)則橋梁的延性抗震設計207
8.5橋梁抗震構(gòu)造措施216
思考題218
第9章結(jié)構(gòu)隔震與消能減震設計219
9.1結(jié)構(gòu)隔震原理與方法219
9.2結(jié)構(gòu)消能減震原理與方法224
9.3結(jié)構(gòu)主動減震控制簡介230
思考題231
第10章地下建筑抗震設計232
10.1地下建筑的震害特點232
10.2地下建筑抗震設計的一般規(guī)定233
10.3地下建筑抗震設計計算要點234
10.4地下建筑抗震構(gòu)造措施239
思考題240
附錄我國主要城鎮(zhèn)和地區(qū)的抗震設防烈度、設計基本地震加速度和設計地震分組241
參考文獻269