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第一篇 地震工程学3

第一章地震动及地震作用3

第一节地震和地震地质4

一、地震的成因4

二、地震带和断层4

三、中国地震地质8

第二节 震源10

一、断层的种类10

二、震源特性参数12

第三节震级和烈度13

一、震级13

二、烈度15

第四节传播途径16

第五节场地地质条件17

一、放大作用17

二、滤波作用18

三、震害实例19

第六节地震波19

一、波动方程及体波20

二、平面波的反射和折射21

三、面波22

四、强震观测记录25

第七节地震动的工程特性26

一、峰值加速度26

二、频谱特性26

三、持续时间30

第二章抗震设防标准32

第一节设防与设计32

一、抗震设防若干概念32

二、中国抗震设计理论框架34

第二节地震区划图35

一、中国地震区划图36

二、美国地震区划图38

第三节地震危险性分析40

一、概述40

二、Poisson分布41

三、地震活动性42

四、地震动衰减关系43

五、概率分析计算44

六、地震安全性评价45

参考文献48

第二篇 结构动力学53

第三章线性动力分析53

第一节单自由度系统53

一、运动方程53

二、自由振动55

三、时间域中求解系统的地震反应56

四、阻尼61

五、频率域中求解系统的地震反应——频谱分析法63

第二节多自由度系统67

一、运动方程67

二、振型72

三、阻尼74

四、振型分解直接动力法76

第三节无限自由度系统79

一、弹性理论基本公式80

二、杆的自由振动82

三、杆的地震反应84

第四章有限单元法基础知识86

第一节数学物理背景86

一、变分和弹性势能86

二、Hamilton原理和Lagrange运动方程90

第二节单元和形函数91

一、概述91

二、单元及单元刚度矩阵92

三、形函数96

第三节实用单元100

一、膜单元100

二、板壳基本理论102

三、平板的弯曲问题105

四、壳单元概述108

第五章非线性动力分析110

第一节金属材料的塑性性能110

一、应力状态110

二、应变状态113

三、屈服条件114

四、弹塑性本构关系118

第二节混凝土的材料性能121

一、非线性本构关系121

二、破坏准则123

第三节非线性方程的求解125

一、Newmarkβ法126

二、Wilsonθ法128

三、荷载转移法129

四、非线性地震反应分析实例132

参考文献133

第三篇 抗震分析和设计137

第六章极限承载能力设计137

第一节抗震设计理论体系137

一、抗震设计的极限状态137

二、小震设防设计法137

三、中震设防设计法138

第二节反应谱理论140

一、反应谱曲线的形状特征140

二、设计反应谱141

三、振型分解反应谱法148

四、反应谱理论的数学模型153

第三节层间变形153

一、层间变形参数154

二、层间位移角限值155

第四节构件设计基本原理157

一、动力特性参数158

二、能力设计思想160

三、荷载组合163

四、抗震等级166

第七章钢筋混凝土构件的非线性性能和模型171

第一节滞回曲线172

一、骨架曲线与形状参数172

二、钢筋混凝土杆件滞回曲线和程序的实现174

第二节特征截面非线性的模拟176

一、弯矩塑性铰176

二、柱的P-M相互作用177

三、纤维截面181

第三节框架型构件的非线性模型183

一、非线性复合梁183

二、非线性复合柱185

第四节剪力墙非线性模型186

一、剪力墙受力特征及分类186

二、复合墙单元188

三、分层壳单元194

第八章基于性能的抗震设计196

第一节法定设计法和性能设计法196

一、美国抗震设计方法的发展轨迹196

二、基于规范和基于性能的抗震设计方法198

第二节设计性能目标200

一、性能水准和可接受准则200

二、性能目标和目标性能201

第三节推覆分析203

一、基本原理205

二、弹塑性需求谱和目标位移207

三、局限性216

四、实施要点220

五、基于推覆分析的输入地震动加速度记录核定准则222

第四节典型工程实例225

一、工程简介225

二、输入地震动226

三、设计准则232

四、线弹性分析234

五、5号楼抗震性能评估236

六、7号楼C座抗震性能评估240

参考文献249

第四篇 专题讨论255

第九章楼板的抗震设计255

第一节综述255

一、楼板在地震中的作用255

二、分类及模型256

三、楼板不规则类型259

四、不规则楼板对抗震性能的影响——工程实例1和工程实例2261

第二节楼板应力分析265

一、平面内应力265

二、横向剪力267

第三节楼板的抗震设防目标270

一、小震设防270

二、中震设防271

三、大震设防271

第四节薄弱连接板的抗震设计272

一、连接板的受力特征272

二、工程实例3273

三、工程实例4275

第五节板柱节点及柱支承双向饭278

一、柱支承双向板的受力特征和分析模型278

二、横向抗冲切元件280

三、板柱节点的非线性性能284

第六节转换厚板的抗震设计287

一、结构转换层287

二、工程实例5289

三、工程实例6294

第七节板柱抗震墙结构抗震设计300

一、概述300

二、工程实例7300

第十章结构抗扭设计306

第一节结构的对称性及规则性306

一、结构对称性和规则性的定义306

二、不规则结构的震害实例307

第二节平扭耦联系统309

一、系统的动力特性309

二、质心和刚心315

三、动力规则性317

第三节特性参数的讨论319

一、几何偏心率和偶然偏心距319

二、周期比320

三、位移比325

第四节构件的抗扭验算327

一、层扭转差和构件扭矩327

二、截面验算和配筋计算329

三、减少扭转效应的措施330

参考文献332