《建築結構抗震設計理論與方法（第2版）》是2023年清華大學出版社出版的圖書，作者是潘鵬、張耀庭、王濤。
基本介紹
- 中文名：建築結構抗震設計理論與方法（第2版）
- 作者：潘鵬、張耀庭、王濤
- 出版時間：2023年11月1日
- 出版社：清華大學出版社
- ISBN：9787302634034
- 定價：128 元
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書詳細講解建築結構抗震設計的基礎理論，全面介紹建築結構抗震設計方法的發展與前沿。第 1～ 8章首先介紹地震學和結構振動分析的基礎知識，然後講解單自由度體系的地震回響規律和反應譜，接下來講解多自由度體系的分析模型、分析方法和地震回響規律，最後從能量的角度分析結構地震回響和地震損傷。第 9～18章則首先介紹建築結構抗震設計方法和相關規範，並介紹基於性能的抗震設計及其在規範中的體現，然後講解地基基礎、砌體結構、鋼筋混凝土結構和鋼結構的抗震設計，接下來講解隔震和消能減震結構設計，最後介紹震後功能可恢復結構的概念和實現方法，以及非結構構件的抗震設計。
圖書目錄
目錄
第1章 緒論 1
1.1 建築結構抗震的任務和內容 1
1.2 建築結構抗震設計的特點 1
1.3 本書的主要內容 3
第2章 地震學基礎知識 4
2.1 有關地震的一些基本概念 4
2.2 地震的成因和機制 5
2.3 地震波概述 8
2.3.1 地震波的特性 8
2.3.2 地震波的傳播機制 9
2.4 地震震級 12
2.4.1 芮氏規模 12
2.4.2 面波震級 13
2.4.3 體波震級 13
2.4.4 持時震級 13
2.4.5 矩震級 14
2.4.6 震級計算 14
2.4.7 震級和能量 15
2.4.8 震級和頻度 15
2.4.9 震級和斷層 15
2.5 地震震害 16
2.6 地震烈度 17
2.7 地震動 20
2.7.1 地震動觀測 20
2.7.2 地震動的類型 23
2.7.3 地震動的頻率特徵 24
2.7.4 地震持時 26
2.7.5 地震三要素綜合影響實例 28
2.7.6 地震動的衰減規律 32
習題 34
參考文獻 34
第3章 結構振動分析基礎 35
3.1 結構動力分析模型 35
3.2 結構振動方程 37
3.2.1 振動體系的自由度 37
3.2.2 單自由度體系的動力方程 37
3.2.3 多自由度體系的振動方程 40
3.3 單自由度體系的振動分析 42
3.3.1 無阻尼自由振動 42
3.3.2 有阻尼自由振動 43
3.3.3 強迫振動 46
3.3.4 Duhamel積分 50
3.4 多自由度體系的振動分析 53
3.4.1 振型分析 53
3.4.2 無阻尼體系的自由振動 55
3.4.3 有阻尼體系的自由振動 56
3.4.4 強迫振動 58
3.4.5 特徵值和特徵向量計算 59
3.5 動力分析的數值方法 61
3.5.1 線性加速度法 61
3.5.2 平均加速度法 64
3.5.3 Newmark-??法 65
3.5.4 多自由度體系Newmark-??法 67
3.6 頻域分析方法 69
3.6.1 對周期性荷載的反應 69
3.6.2 頻域分析 70
3.6.3 時域和頻域轉換函式之間的關係 72
3.7 隨機振動理論 72
3.7.1 隨機過程的基礎知識 72
3.7.2 線性單自由度體系的平穩隨機反應 76
3.7.3 線性單自由度體系的非平穩隨機反應 77
習題 79
參考文獻 80
第4章 單自由度結構的地震回響 81
4.1 單自由度結構的受震位移回響 81
4.2 反應譜的概念 82
4.3 彈性反應譜 85
4.3.1 反應譜之間的關係 85
4.3.2 反應譜的特徵 87
4.3.3 反應譜的標準化與設計反應譜 89
4.3.4 傅立葉譜與反應譜 92
4.3.5 彈性反應譜的不足 95
4.4 結構恢復力模型 95
4.5 單自由度結構的彈塑性地震回響 101
4.5.1 承載力和延性對地震回響的影響 101
4.5.2 滯回模型對彈塑性地震回響的影響 107
4.6 彈塑性反應譜 108
習題 113
參考文獻 113
第5章 多自由度結構彈塑性分析模型 114
5.1 概述 114
5.2 層模型 115
5.2.1 剪下型層模型 115
5.2.2 彎曲型層模型 122
5.2.3 彎剪型層模型 123
5.3 桿單元模型 127
5.3.1 兩端簡支桿單元 127
5.3.2 兩端自由桿單元 128
5.3.3 兩端有剛域桿單元 129
5.3.4 桿端彈塑性彈簧桿模型 131
5.3.5 其他彈塑性桿模型 135
5.3.6 多彈簧桿模型 139
5.3.7 基於纖維模型的桿單元 140
5.4 剪力牆模型 143
5.4.1 柱模型 143
5.4.2 支撐桁架模型 144
5.4.3 邊柱+中柱複合模型 144
5.4.4 分層殼模型 145
5.5 上部結構與基礎的共同工作 146
5.5.1 子結構法 147
5.5.2 集中參數法 148
5.5.3 直接法 150
習題 152
參考文獻 152
第6章 多自由度結構彈塑性分析方法 153
6.1 動力彈塑性時程分析法 153
6.1.1 簡述 153
6.1.2 動力彈塑性時程分析基本原理 153
6.1.3 動力彈塑性時程分析地震波選擇 157
6.1.4 人工模擬地震動加速度時程生成方法 160
6.2 靜力彈塑性分析方法 162
6.2.1 簡述 162
6.2.2 載入模式 163
6.2.3 等效單自由度及其位移模式 168
6.2.4 目標位移 170
6.2.5 靜力彈塑性分析的適用條件 177
6.2.6 不規則結構的適用性 178
6.2.7 振型推覆分析方法 179
6.3 等價線性化方法 182
6.3.1 單自由度結構的等價線性化方法 182
6.3.2 多自由度結構的等價線性化方法 187
習題 190
參考文獻 192
第7章 多自由度結構的地震回響 194
7.1 動力方程 194
7.2 線彈性多自由度體系的振動分析 195
7.3 振型分解反應譜法 199
7.4 復振型分解法和復振型分解反應譜法 202
7.4.1 復振型分解方法 202
7.4.2 復振型分解反應譜法 206
7.5 結構彈塑性地震回響 208
7.5.1 剪下層模型結構 208
7.5.2 雙重結構層模型 221
習題 227
參考文獻 228
第8章 地震能量和損傷分析方法 229
8.1 單自由度地震能量分析 229
8.1.1 振動能量方程 229
8.1.2 地震輸入能量譜 235
8.1.3 最大彈塑性位移 240
8.2 多自由度體系的能量分析 244
8.2.1 彈性多自由度體系 244
8.2.2 彈塑性多自由度體系 247
8.2.3 最大層間位移 248
8.3 結構地震損傷分析 252
8.3.1 損傷的概念和損傷指標 252
8.3.2 單參數損傷模型 253
8.3.3 雙參數損傷模型 255
8.3.4 等效極限延性係數 257
8.3.5 損傷程度評價 259
習題 260
參考文獻 260
第9章 結構抗震設計方法和規範 262
9.1 結構抗震設計方法的發展 262
9.1.1 基於承載力設計方法 262
9.1.2 基於承載力和構造保證延性設計方法 263
9.1.3 基於損傷和能量設計方法 264
9.1.4 能力設計方法 264
9.1.5 基於性能/位移設計方法 265
9.2 結構抗震能力和性能指標 266
9.2.1 結構的性能指標 266
9.2.2 抗震設防水準與抗震性能需求 269
9.3 我國建築結構抗震設計方法 270
9.3.1 我國結構抗震發展概況 270
9.3.2 三水準設防目標與二階段設計 271
9.3.3 地震作用計算 272
9.3.4 結構抗震設計方法 283
9.4 美國抗震規範介紹 288
9.4.1 簡述 288
9.4.2 抗震設防目標 290
9.4.3 反應譜 290
9.4.4 地震作用計算 292
9.4.5 抗震設計 293
9.4.6 結構體系 293
9.5 日本抗震規範介紹 295
9.5.1 簡述 295
9.5.2 地震作用計算 296
9.5.3 第二階段設計 299
習題 304
參考文獻 304
第10章 基於性能/位移結構抗震設計方法 305
10.1 概述 305
10.2 結構抗震性能水準和目標 308
10.3 基於位移性能的設計方法 311
10.3.1 簡述 311
10.3.2 結構抗震體系與結構性能控制 312
10.3.3 直接基於位移設計方法 314
10.4 基於性能的地震工程 318
10.4.1 簡述 318
10.4.2 理論框架 319
10.5 基於韌性的地震工程 320
10.5.1 簡述 320
10.5.2 國際相關建築抗震韌性評價標準 321
10.5.3 我國《建築抗震韌性評價標準》概述 321
10.5.4 建築抗震韌性評價算例分析 326
習題 330
參考文獻 330
第11章 地基與基礎抗震設計 332
11.1 概述 332
11.2 場地 333
11.2.1 建築場地類別 333
11.2.2 建築場地評價及有關規定 336
11.3 地震時的地面運動特性 337
11.3.1 場地土對地震波的作用與土的卓越周期 337
11.3.2 強震時的地面運動 344
11.4 天然地基與基礎 345
11.4.1 可不進行天然地基與基礎抗震承載力驗算的範圍 345
11.4.2 天然地基抗震承載力驗算 345
11.5 地基土的液化與防治 347
11.5.1 液化的概念 347
11.5.2 影響地基土液化的主要因素 348
11.5.3 液化的判別 350
11.5.4 液化地基的評價 352
11.5.5 地基抗液化措施 353
11.6 樁基的抗震驗算 354
11.6.1 樁基不需進行驗算的範圍 355
11.6.2 低承台樁基的抗震驗算 355
11.7 軟弱黏性土地基 357
習題 357
參考文獻 358
第12章 砌體結構的抗震性能與設計 359
12.1 砌體結構的震害 359
12.1.1 一般砌體結構的震害特點 359
12.1.2 底部框架-抗震牆砌體房屋震害特點 362
12.1.3 砌體結構震害規律 363
12.2 多層砌體結構布置與選型 363
12.2.1 房屋層數和總高度的限制 363
12.2.2 房屋高寬比的限制 364
12.2.3 砌體抗震橫牆的間距 365
12.2.4 房屋局部尺寸限值 365
12.2.5 多層砌體房屋的建築布置和結構體系 365
12.2.6 防震縫設定 366
12.3 多層砌體結構的抗震設計 366
12.3.1 水平地震作用計算簡圖 366
12.3.2 樓層水平地震剪力的分配 368
12.3.3 牆體抗震承載力驗算 370
12.4 多層砌體結構房屋的抗震構造措施 372
12.4.1 多層磚砌體房屋的抗震構造措施 373
12.4.2 多層小砌塊房屋的抗震構造措施 377
12.5 底部框架-抗震牆砌體房屋的抗震設計 379
12.5.1 底部框架-抗震牆砌體房屋的結構布置 379
12.5.2 底部框架-抗震牆砌體房屋的抗震計算 379
12.5.3 底部框架-抗震牆砌體房屋抗震構造措施 382
12.6 砌體結構抗震加固 384
12.6.1 扶壁柱加固技術 384
12.6.2 鋼筋網水泥砂漿面層加固技術 385
12.6.3 外套整體式加固技術 387
12.6.4 預應力鋼板帶加固技術 388
12.6.5 高強鋼絞線-聚合物砂漿面層加固技術 389
12.6.6 滑移隔震層加固技術 391
習題 393
參考文獻 394
第13章 鋼筋混凝土結構的抗震性能與設計 395
13.1 多層和高層鋼筋混凝土結構的震害 395
13.1.1 場地引起的震害 395
13.1.2 結構布置引起的震害 395
13.1.3 鋼筋混凝土框架結構的震害 397
13.1.4 剪力牆結構的震害 401
13.2 多高層鋼筋混凝土結構選型、結構布置和設計原則 402
13.2.1 結構選型 402
13.2.2 結構布置 403
13.2.3 鋼筋混凝土結構房屋的抗震等級 408
13.2.4 鋼筋混凝土結構房屋的延性和屈服機制 410
13.2.5 材料及連線 411
13.2.6 樓梯間 412
13.2.7 基礎結構 412
13.3 鋼筋混凝土框架結構的抗震設計 413
13.3.1 水平地震作用計算 413
13.3.2 框架結構內力及水平位移計算 414
13.3.3 內力組合及最不利內力 425
13.3.4 框架結構截面設計 426
13.3.5 框架結構構造措施 432
13.3.6 預應力混凝土框架的抗震設計要求 437
13.4 抗震牆結構的抗震分析 439
13.4.1 抗震牆結構的設計要點 439
13.4.2 地震作用的計算 439
13.4.3 地震作用在各剪力牆之間的分配及內力計算 443
13.4.4 截面設計和構造 444
13.5 框架-抗震牆結構的抗震設計 447
13.5.1 框架-抗震牆結構的設計要點 447
13.5.2 地震作用的計算方法 447
13.5.3 結構內力計算 447
13.5.4 截面設計和配筋構造 456
13.6 混凝土結構抗震加固 456
13.6.1 擴大截面法 457
13.6.2 貼上鋼板加固法 458
13.6.3 碳纖維加固法 460
13.6.4 附加子結構加固法 462
13.6.5 消能減震加固法 464
13.6.6 隔震加固法 466
習題 467
參考文獻 469
第14章 鋼結構的抗震性能與設計 471
14.1 多層和高層鋼結構房屋的主要震害特徵 471
14.1.1 樑柱節點連線的破壞 472
14.1.2 梁、柱、支撐等構件破壞 474
14.1.3 結構倒塌 475
14.2 多層和高層鋼結構的選型與結構布置 475
14.2.1 多層和高層鋼結構體系的選型 475
14.2.2 多層和高層鋼結構房屋的平面布置原則 477
14.2.3 多層和高層鋼結構房屋的豎向布置原則 478
14.2.4 多層和高層鋼結構布置的其他要求 479
14.3 多層和高層鋼結構房屋的抗震概念設計 479
14.3.1 結構方案的選擇 480
14.3.2 多道防線的設定 480
14.3.3 強節點弱構件的設計 480
14.3.4 強柱弱梁的設計 482
14.3.5 偏心支撐框架的弱消能梁段要求 483
14.3.6 其他抗震設計要求 484
14.4 多層和高層鋼結構房屋的抗震計算 486
14.4.1 結構計算模型 486
14.4.2 地震作用的計算 487
14.4.3 計算要求 487
14.5 多層和高層鋼框架結構房屋的抗震構造措施 488
14.5.1 純框架結構抗震構造措施 488
14.5.2 鋼框架-中心支撐結構的抗震構造措施 492
14.5.3 鋼框架-偏心支撐結構的抗震構造措施 494
14.6 鋼結構抗震加固 496
14.6.1 鋼結構抗震加固原則 496
14.6.2 改變結構體系加固法 496
14.6.3 增大截面加固法 497
14.6.4 貼上鋼板加固法 498
14.6.5 外包鋼筋混凝土加固法 499
14.6.6 連線與節點的加固 500
習題 503
參考文獻 504
第15章 消能減震結構設計 505
15.1 概述 505
15.1.1 基本概念 505
15.1.2 消能減震結構的發展與套用 506
15.2 阻尼器 507
15.2.1 速度相關型阻尼器 508
15.2.2 位移相關型阻尼器 510
15.3 消能減震結構的設計要點 512
15.3.1 消能減震結構的設防水準 512
15.3.2 消能減震結構方案 513
15.3.3 消能減震結構的設計計算方法 513
15.4 消能減震結構設計實例 515
15.4.1 項目背景 515
15.4.2 結構概況 516
15.4.3 結構模型 517
15.4.4 輸入地震動評價 519
15.4.5 分析流程概述 520
15.4.6 基於能量法的減震效果評價 520
15.4.7 基於時程分析法的減震效果評價 522
15.5 其他結構減振（震）控制方法 525
習題 526
參考文獻 526
第16章 隔震結構設計 527
16.1 概述 527
16.1.1 基本概念 527
16.1.2 隔震結構的發展與套用 528
16.2 隔震支座 530
16.2.1 疊層橡膠隔震支座 530
16.2.2 摩擦擺隔震支座 532
16.2.3 其他隔震支座 533
16.3 隔震的基本原理 534
16.4 隔震結構的設計要點 538
16.4.1 隔震結構基本要求 538
16.4.2 隔震結構方案設計 539
16.4.3 隔震結構的設計計算方法 540
16.5 新建隔震結構的設計實例 542
16.5.1 結構概況 542
16.5.2 結構模型 543
16.5.3 輸入地震動評價 544
16.5.4 設計流程概述 546
16.6 隔震加固結構的設計實例 547
16.6.1 項目背景 547
16.6.2 結構概況 547
16.6.3 結構模型 549
16.6.4 輸入地震動評價 549
16.6.5 設計流程概述 551
16.7 高層結構隔震設計 551
習題 552
參考文獻 552
第17章 震後功能可恢復的新型抗震體系 553
17.1 功能可恢復的概念 553
17.2 自復位框架結構 554
17.2.1 自復位鋼框架樑柱節點 554
17.2.2 自復位鋼支撐 558
17.3 自復位搖擺牆 560
17.3.1 結構體系概述 560
17.3.2 工程套用實例 562
17.3.3 搖擺牆剛度需求 566
17.3.4 框架-牆連線形式探究 569
17.3.5 填充牆作為搖擺牆 574
17.4 可更換連梁高層剪力牆結構 577
17.4.1 組裝式自復位連梁 580
17.4.2 開槽式樓板 584
習題 590
參考文獻 590
第18章 非結構構件抗震設計 592
18.1 概述 592
18.2 非結構構件震害 592
18.2.1 建築非結構構件 592
18.2.2 機械、電氣和管道（MEP）構件 594
18.2.3 建築內部家具 596
18.3 非結構構件抗震設計方法 596
18.3.1 美國統一建築規範 596
18.3.2 美國FEMA 273/356規範 597
18.3.3 歐洲BSEN 1998-1-2004規範 597
18.3.4 中國GB 50011—2010（2016）規範 597
18.3.5 其他國家規範 597
18.3.6 各國關於非結構構件水平地震作用計算公式的比較 598
18.4 填充牆 598
18.4.1 填充牆的受力特點與震害特徵 598
18.4.2 砌體填充牆面內抗震性能研究 601
18.4.3 砌體填充牆平面內外耦合作用研究 601
18.5 吊頂 602
18.5.1 影響吊頂抗震性能的因素 602
18.5.2 吊頂抗震加固措施 603
18.6 管線 604
18.6.1 管線系統的震害特徵 604
18.6.2 管線系統的抗震設計及驗算 605
18.7 非結構構件抗震檢測方法 606
習題 608
參考文獻 608
