本書結(jié)合《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB500112001)(2008年版)及《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB502232008)編寫而成,內(nèi)容包括:地震與地震動(dòng)的基本知識,場地、地基和基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析與抗震驗(yàn)算,多層和高層鋼筋混凝土房屋的抗震設(shè)計(jì),多層砌體房屋和底部框架、內(nèi)框架房屋的抗震設(shè)計(jì),多層和高層鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì),單層工業(yè)廠房的抗震設(shè)計(jì),橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),以及隔震、減震房屋設(shè)計(jì)。書中設(shè)有例題、思考題和習(xí)題以及各章提要和小結(jié)。本書為高職高專土建類專業(yè)及相關(guān)專業(yè)教材,也可作為成人教育土建類及相關(guān)專業(yè)的教材,還可供從事建筑工程技術(shù)等工作的人員參考。
《教育部關(guān)于加強(qiáng)高職高專教育人才培養(yǎng)工作的意見》中指出,高職高專教育是我國高等教育的重要組成部分,其特點(diǎn)是:以培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才為根本任務(wù);以適應(yīng)社會(huì)需要為目標(biāo)、以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力為主線設(shè)計(jì)學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)方案,畢業(yè)生應(yīng)具有基礎(chǔ)理論知識適度、技術(shù)應(yīng)用能力強(qiáng)、知識面較寬、素質(zhì)高等特點(diǎn);以應(yīng)用為主旨和特征構(gòu)建課程和教學(xué)內(nèi)容體系。在課程建設(shè)和教材建設(shè)上,要按照突出應(yīng)用性、實(shí)踐性的原則重組課程結(jié)構(gòu),更新教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容要突出基礎(chǔ)理論知識的應(yīng)用和實(shí)踐能力培養(yǎng),基礎(chǔ)理論教學(xué)要以應(yīng)用為目的,以必需、夠用為度;專業(yè)課教學(xué)要加強(qiáng)針對性和實(shí)用性。本教材就是根據(jù)高等學(xué)校土建學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)高等職業(yè)教育專業(yè)委員會(huì)制定的建筑工程技術(shù)專業(yè)的教育標(biāo)準(zhǔn)、培養(yǎng)方案及本門課程教學(xué)基本要求編寫的。地震是一種突發(fā)性的自然災(zāi)害,會(huì)給人民生命和財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。我國是地震多發(fā)國家之一,地震區(qū)分布廣大,所以,結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。結(jié)構(gòu)抗震是一門多學(xué)科性、綜合性很強(qiáng)的學(xué)科,它涉及地球物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地震學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)及工程結(jié)構(gòu)學(xué)等學(xué)科。隨著學(xué)科研究的深入,尤其是震害經(jīng)驗(yàn)的不斷積累,結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的新理論、新方法不斷出現(xiàn),建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)新理論、新方法的集中體現(xiàn)。本教材即是以《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB500112001)(2008年版)及《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB502232008)等規(guī)范為依據(jù)進(jìn)行編寫。抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)及地基與基礎(chǔ)等課程之間聯(lián)系密切,是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程。本教材緊密聯(lián)系實(shí)際,力求文字簡練,重點(diǎn)突出,緊密依據(jù)相關(guān)規(guī)范,既有基本理論講解又有實(shí)踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)。本教材詳細(xì)闡述了建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本概念和抗震設(shè)計(jì)原理,結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本方法和適用范圍;介紹了地基與基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì)問題,對混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、廠房結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)等抗震設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)過程和構(gòu)造要求進(jìn)行了講解;闡述了工程結(jié)構(gòu)隔震與消能減震等內(nèi)容。為突出應(yīng)用,本書有詳細(xì)的設(shè)計(jì)步驟和相當(dāng)數(shù)量的例題、思考題和習(xí)題。本書由李達(dá)擔(dān)任主編,鄭洪勇、昌永紅擔(dān)任副主編。具體編寫分工如下:鄭洪勇(太原大學(xué))編寫第一、七章,鄧光(遼寧科技學(xué)院)編寫第二、九章,李達(dá)(陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院)編寫第三章,張艷梅(遼寧科技大學(xué))編寫第四章,昌永紅(遼寧建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院)編寫第五章,彭正斌(山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院)編寫第六章,安靜(山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院)編寫第八章。全書由李達(dá)統(tǒng)稿。編寫過程中參閱了有關(guān)文獻(xiàn)資料,在此向這些文獻(xiàn)作者謹(jǐn)表感謝。由于編者水平有限,書中不妥之處在所難免,歡迎廣大讀者批評指正。本書提供有電子教案,可發(fā)信到cipedu@163com郵箱免費(fèi)獲取。編者2009年9月
第一章緒論1
第一節(jié)地震與地震活動(dòng)1
一、地震的基礎(chǔ)知識1
二、地震活動(dòng)2
第二節(jié)地震強(qiáng)度與地震區(qū)劃4
一、地震強(qiáng)度4
二、地震區(qū)劃6
第三節(jié)地震的活動(dòng)性與地震震害7
一、地震的活動(dòng)性7
二、地震震害7
第四節(jié)工程抗震設(shè)防8
一、三水準(zhǔn)的抗震設(shè)防準(zhǔn)則8
二、二階段的抗震設(shè)計(jì)方法9
三、建筑物重要性分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)9
第五節(jié)抗震設(shè)計(jì)的總體要求10
一、建筑場地的選擇10
二、地基和基礎(chǔ)10
三、建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性11
四、抗震結(jié)構(gòu)體系的選擇11
五、結(jié)構(gòu)構(gòu)件及連接的要求12
六、處理好非結(jié)構(gòu)構(gòu)件12
七、結(jié)構(gòu)分析12
八、結(jié)構(gòu)材料與施工質(zhì)量12
小結(jié)13
思考題14
第二章場地、地基和基礎(chǔ)15
第一節(jié)場地15
一、場地及其對地震破壞的影響15
二、場地類別的劃分16
第二節(jié)天然地基和基礎(chǔ)的抗震驗(yàn)算18
一、天然地基和基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì)原則18
二、天然地基和基礎(chǔ)的抗震驗(yàn)算18
第三節(jié)液化土和軟土地基19
一、液化土地基19
二、軟土地基的抗震措施22
第四節(jié)樁基的抗震設(shè)計(jì)23
一、抗震設(shè)計(jì)的原則23
二、樁基的抗震驗(yàn)算23
小結(jié)24
思考題24
習(xí)題24
第三章結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析與抗震驗(yàn)算26
第一節(jié)概述26
一、地震反應(yīng)及地震作用26
二、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論的發(fā)展27
三、結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算簡圖及體系自由度27
第二節(jié)單自由度彈性體系的地震反應(yīng)分析
與設(shè)計(jì)反應(yīng)譜28
一、單自由度彈性體系的地震反應(yīng)分析28
二、單自由度彈性體系水平地震作用及反應(yīng)譜法31
第三節(jié)多自由度體系的地震反應(yīng)分析36
一、多自由度體系的運(yùn)動(dòng)方程36
二、多自由度體系的自振頻率與振型分析37
三、振型分解法39
第四節(jié)多自由度體系的水平地震作用計(jì)算41
一、振型分解反應(yīng)譜法41
二、底部剪力法42
第五節(jié)結(jié)構(gòu)自振頻率的實(shí)用計(jì)算方法46
一、能量法46
二、折算質(zhì)量法47
三、頂點(diǎn)位移法48
四、實(shí)用周期計(jì)算方法49
第六節(jié)考慮扭轉(zhuǎn)和地基與結(jié)構(gòu)相互作用影響的水平地震作用計(jì)算50
一、考慮扭轉(zhuǎn)的水平地震作用計(jì)算50
二、考慮地基與結(jié)構(gòu)相互作用影響的水平地震作用計(jì)算52
第七節(jié)結(jié)構(gòu)的豎向地震作用計(jì)算52
一、高層建筑與高聳結(jié)構(gòu)的豎向地震作用計(jì)算53
二、大跨度結(jié)構(gòu)的豎向地震作用計(jì)算53
第八節(jié)結(jié)構(gòu)非彈性地震反應(yīng)分析簡介54
一、非彈性時(shí)程分析方法54
二、結(jié)構(gòu)靜力彈塑性分析55
第九節(jié)結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算56
一、結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的一般原則56
二、結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算方法的確定57
三、截面抗震驗(yàn)算57
四、多遇地震作用下結(jié)構(gòu)的彈性變形驗(yàn)算58
五、罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)的彈塑性變形驗(yàn)算59
小結(jié)61
思考題61
習(xí)題62
第四章多層和高層鋼筋混凝土房屋的抗震設(shè)計(jì)63
第一節(jié)震害現(xiàn)象及其分析63
一、結(jié)構(gòu)布置不合理引起的震害63
二、場地影響產(chǎn)生的震害64
三、框架結(jié)構(gòu)的震害65
四、抗震墻的震害66
第二節(jié)抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定66
一、結(jié)構(gòu)體系選擇及最大適用高度66
二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震等級67
三、防震縫的設(shè)置69
四、建筑設(shè)計(jì)和建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性69
五、結(jié)構(gòu)布置69
第三節(jié)框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)71
一、地震作用計(jì)算71
二、框架內(nèi)力和側(cè)移的計(jì)算71
三、框架結(jié)構(gòu)截面抗震驗(yàn)算78
四、框架結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施83
第四節(jié)抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)88
一、抗震墻的破壞形態(tài)88
二、抗震墻的內(nèi)力設(shè)計(jì)值89
三、抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施90
第五節(jié)框架抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)92
一、框架抗震墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本思想92
二、基本假定及計(jì)算簡圖93
三、框架抗震墻結(jié)構(gòu)簡化計(jì)算要點(diǎn)94
四、框架抗震墻結(jié)構(gòu)的截面抗震驗(yàn)算96
五、框架抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施97
第六節(jié)抗震設(shè)計(jì)實(shí)例98
小結(jié)102
思考題102
習(xí)題102
第五章多層砌體房屋和底部框架、內(nèi)框架房屋的抗震設(shè)計(jì)104
第一節(jié)震害現(xiàn)象及其分析104
一、多層砌體房屋的震害及其分析105
二、底部框架抗震墻房屋的震害及其分析107
三、內(nèi)框架房屋的震害及其分析107
第二節(jié)抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定109
一、砌體房屋總高度及層數(shù)109
二、結(jié)構(gòu)布置109
三、房屋的最大高寬比110
四、抗震橫墻的間距111
五、房屋局部尺寸111
第三節(jié)多層砌體房屋的抗震設(shè)計(jì)111
一、計(jì)算簡圖112
二、樓層地震剪力的計(jì)算與分配112
三、墻體抗震強(qiáng)度驗(yàn)算114
四、抗震構(gòu)造措施115
第四節(jié)底部框架抗震墻房屋的抗震設(shè)計(jì)120
一、底部框架抗震墻房屋的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)120
二、底部框架抗震墻房屋的抗震構(gòu)造措施122
第五節(jié)內(nèi)框架房屋的抗震設(shè)計(jì)123
一、多排柱內(nèi)框架房屋的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)123
二、多排柱內(nèi)框架房屋的抗震構(gòu)造措施124
第六節(jié)抗震設(shè)計(jì)實(shí)例124
小結(jié)127
思考題127
習(xí)題128
第六章多層和高層鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)129
第一節(jié)多高層鋼結(jié)構(gòu)建筑主要震害現(xiàn)象及其分析129
一、多高層鋼結(jié)構(gòu)的主要震害特征129
二、鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震性能132
第二節(jié)抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定133
一、多高層鋼結(jié)構(gòu)的體系與結(jié)構(gòu)布置133
二、鋼結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)選型136
三、結(jié)構(gòu)的平、立面布置137
四、結(jié)構(gòu)布置的其他要求139
第三節(jié)多層和高層鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)139
一、一般計(jì)算原則139
二、地震作用下鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移計(jì)算140
三、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件與連接的抗震承載力驗(yàn)算142
第四節(jié)多層鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震構(gòu)造要求145
一、鋼框架結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施145
二、鋼框架中心支撐結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施149
三、鋼框架偏心支撐結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施150
第五節(jié)多層鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震設(shè)計(jì)152
一、多層鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)體系與布置152
二、多層鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震計(jì)算要點(diǎn)153
三、多層鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震構(gòu)造措施154
小結(jié)154
思考題154
第七章單層工業(yè)廠房的抗震設(shè)計(jì)156
第一節(jié)震害現(xiàn)象及其分析156
一、單層鋼筋混凝土柱廠房156
二、單層鋼結(jié)構(gòu)廠房158
三、單層磚柱廠房159
第二節(jié)抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定160
一、單層鋼筋混凝土柱廠房抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定160
二、單層鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定161
三、單層磚柱廠房抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定161
第三節(jié)單層鋼筋混凝土柱廠房的抗震設(shè)計(jì)162
一、地震作用分析162
二、截面抗震驗(yàn)算166
三、抗震構(gòu)造措施169
第四節(jié)單層鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震設(shè)計(jì)172
一、地震作用計(jì)算和截面抗震驗(yàn)算172
二、抗震構(gòu)造措施173
第五節(jié)單層磚柱廠房的抗震設(shè)計(jì)175
一、地震作用計(jì)算和截面抗震驗(yàn)算175
二、抗震構(gòu)造措施177
小結(jié)179
思考題180
第八章橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)181
第一節(jié)震害現(xiàn)象及其分析181
第二節(jié)抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定183
一、橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防的目標(biāo)、分類和標(biāo)準(zhǔn)183
二、抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定184
第三節(jié)橋梁工程抗震設(shè)計(jì)185
一、橋梁抗震設(shè)計(jì)流程185
二、抗震概念設(shè)計(jì)186
三、橋梁延性抗震設(shè)計(jì)189
四、地震反應(yīng)分析192
五、強(qiáng)度變形與驗(yàn)算194
六、抗震措施196
七、特殊橋梁抗震設(shè)計(jì)196
小結(jié)199
思考題199
第九章隔震、減震房屋設(shè)計(jì)200
第一節(jié)概述200
第二節(jié)隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)201
一、隔震設(shè)計(jì)原理201
二、隔震層的設(shè)置要求201
三、基礎(chǔ)隔震裝置的分類202
四、隔震體系的計(jì)算方法203
五、結(jié)構(gòu)的隔震措施204
第三節(jié)減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)206
一、減震設(shè)計(jì)原理206
二、減震層的設(shè)置要求206
三、減震體系的計(jì)算方法207
四、結(jié)構(gòu)的減震措施208
小結(jié)208
思考題208
附錄209
附錄A中國地震烈度表(2008年)209
附錄B我國主要城鎮(zhèn)抗震設(shè)防烈度、設(shè)計(jì)基本地震加速度和設(shè)計(jì)地震分組211
參考文獻(xiàn)221