工程结构抗震设计

本书根据土木工程本科专业工程结构抗震课程教学的培养目标，结合GB 50011—2010《建筑抗震设计规范（2016年版）》、GB 18306—2015《中国地震动参数区划图》、GB 50017—2017《钢结构设计标准》等现行规范及标准编写而成。全书共10章，主要内容包括结构抗震设计基本知识，建筑抗震的概念设计，建筑场地、地基和基础，结构地震反应和结构抗震验算，多层和高层钢筋混凝土房屋抗震设计，多层砌体和底部框架砌体房屋抗震设计，多层和高层钢结构房屋抗震设计，桥梁延性抗震设计，结构隔震和消能减震设计，地下建筑抗震设计。本书设置了多层和高层钢筋混凝土房屋抗震设计、多层砌体和底部框架砌体房屋抗震设计、桥梁延性抗震设计三个实例，以便读者理解和掌握相关内容。
本书可作为普通高等院校土木工程专业工程结构抗震课程的教材，也可作为从事土木工程设计、施工和监理等工作的工程技术人员的参考书。

前言
第1章结构抗震设计基本知识1
1.1地震的成因1
1.2地震波及其传播3
1.3地震震级与烈度4
1.4地震活动及其破坏作用7
1.5工程结构的抗震设防12
思考题与习题16
第2章建筑抗震的概念设计17
2.1建筑场地选择17
2.2结构的规则性18
2.3结构体系布置与选择21
2.4非结构构件22
2.5结构材料与施工要求22
思考题23
第3章建筑场地、地基和基础24
3.1建筑场地的选择24
3.2建筑场地类别的划分26
3.3天然地基和基础的抗震验算30
3.4地基土的液化与抗液化措施32
3.5桩基础抗震设计40
思考题与习题42
第4章结构地震反应和结构抗震验算44
4.1单自由度弹性体系的水平地震反应44
4.2单自由度弹性体系水平地震作用及反应谱47
4.3多自由度弹性体系的水平地震反应53
4.4多自由度弹性体系水平地震作用的计算60
4.5结构基本周期的近似计算67
4.6考虑扭转影响的水平地震作用计算69
4.7结构竖向地震作用71
4.8结构非弹性地震反应分析方法简介73
4.9结构抗震验算82
思考题与习题88
第5章多层和高层钢筋混凝土房屋抗震设计90
5.1多层和高层钢筋混凝土房屋的震害特点90
5.2多层和高层钢筋混凝土房屋抗震设计的一般规定94
5.3框架结构的抗震计算与抗震构造措施100
5.4抗震墙结构的抗震计算与抗震构造措施124
5.5框架—抗震墙结构的抗震计算与抗震构造措施139
思考题144
第6章多层砌体和底部框架砌体房屋抗震设计145
6.1多层砌体和底部框架砌体房屋的震害特点145
6.2多层砌体房屋抗震设计的一般规定147
6.3多层砌体房屋的抗震验算150
6.4多层砌体房屋的抗震构造措施163
6.5底部框架—抗震墙砌体房屋抗震设计的一般规定168
6.6底部框架—抗震墙砌体房屋的抗震构造措施171
思考题173
第7章多层和高层钢结构房屋抗震设计175
7.1多层和高层钢结构的震害特点175
7.2多层和高层钢结构房屋体系176
7.3多层和高层钢结构房屋抗震设计的一般规定180
7.4多层和高层钢结构房屋抗震计算183
7.5钢框架结构的抗震构造措施189
思考题195
第8章桥梁延性抗震设计196
8.1桥梁震害196
8.2桥梁工程抗震设计的一般规定199
8.3延性抗震设计理论202
8.4规则桥梁的延性抗震设计207
8.5桥梁抗震构造措施216
思考题218
第9章结构隔震与消能减震设计219
9.1结构隔震原理与方法219
9.2结构消能减震原理与方法224
9.3结构主动减震控制简介230
思考题231
第10章地下建筑抗震设计232
10.1地下建筑的震害特点232
10.2地下建筑抗震设计的一般规定233
10.3地下建筑抗震设计计算要点234
10.4地下建筑抗震构造措施239
思考题240
附录我国主要城镇和地区的抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组241
参考文献269

前言

我国处于环太平洋地震带和亚欧地震带之间，是世界上地震灾害严重的国家之一。我国的地震活动分布广、震级高、震源浅、震害严重。1976年唐山地震、2008年汶川地震、2010年玉树地震等大地震不仅造成了巨大的人员伤亡和经济损失，还带来了无法磨灭的心灵之痛。目前地震的监测预报还是世界性难题，故抓好工程结构的抗震设防，提高工程结构自身的抗震能力尤为重要。
工程结构抗震设计是高等院校土木工程专业的一门重要专业课程。该课程设置的教学目的就是培养学生的工程抗震意识，使其掌握工程结构抗震设防的基本理论与方法。本书结合GB 50011—2010《建筑抗震设计规范（2016年版）》、JTG/T B02-01—2008《公路桥梁抗震设计细则》、CJJ 166—2011《城市桥梁抗震设计规范》，GB 18306—2015《中国地震动参数区划图》、GB 50017—2017《钢结构设计标准》等现行规范编写而成。本书吸收了近年来工程抗震领域的成熟经验和成果，增加了关于性能设计的内容，力图体现抗震设计的新趋势，使设计理念更加先进；增加了结构隔震和消能减震设计、地下建筑抗震设计的专门章节，使涵盖的结构类型更加完整；系统介绍了结构非弹性地震反应时程分析方法及静力弹塑性分析方法，较大程度上拓宽了知识面，更好地满足了土木工程本科专业的教学需要。本书在编写过程中注重基本概念、基本理论和基本方法的介绍，注重内容的系统性及与其他相关课程内容上的衔接性，注重理论知识和工程实践的结合。为便于读者理解和巩固所学知识，主要章节都设置了例题或设计实例，章末设有思考题或习题。
本书由山东农业大学张耀军、新疆塔里木大学于海波担任主编，山东农业大学王新元、徐宗美、史玲担任副主编，中国农业大学庄金钊、河北大学方有亮、山东建筑大学赵全斌参编。全书由张耀军统稿。具体编写分工如下：徐宗美编写第1、7章，张耀军编写第2、3章，张耀军、赵全斌编写第4章，庄金钊编写第5章，于海波编写第6章，史玲编写第8章，方有亮编写第9章，王新元编写第10章并整理附录。
在本书编写过程中，学习和参考了大量已出版的教材，以及一些专家、学者的著作，在此谨向原编著者致以诚挚的谢意。
限于编者水平，书中难免存在不妥之处，敬请读者提出宝贵意见。

编者