建筑结构抗震设计理论与方法 第2版
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作者潘鹏、张耀庭、王涛
出版社清华大学出版社
ISBN9787302634034
出版时间2023-11
装帧平装
开本16开
定价128元
货号1203130859
上书时间2024-06-30
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作者简介
潘鹏：清华大学工学学士、工学硕士、日本京都大学工学博士、日本学术振兴会外国人特别研究员，现为清华大学长聘教授，博士生导师，土木水利学院党委副书记。主要研究方向为：（1）高性能隔震和消能减震（振）结构；（2）基于性能的抗震设计和优化方法；（3）大型复杂结构抗震实验技术和地震响应分析方法；（4）韧性城镇与基础设施的建设和评估。他是地震工程国际很好期刊《EESD》首位大陆编委、结构工程国内很好期刊《建筑结构学报》编委，曾获国家科技进步一等奖和二等奖各1项，以及科学探索奖，曾入选教育部长江学者奖励计划特聘教授和国家高层次人才特殊支持计划（万人计划）。主持/参加多个国家和部委科研项目，是国家十三五重点研发计划的项目负责人。主编/参编多部国家设计规范和技术标准，是国家标准《建筑抗震韧性评价标准》和行业标准《石油化工工程减隔震（振）技术规范》的主编。先后在国内外高水平期刊、会议上发表论文100余篇，其中SCI收录60余篇。出版结构实验技术专著1本，消能减震（振）结构设计教材1本。
目录
第1章绪论1
1.1建筑结构抗震的任务和内容1
1.2建筑结构抗震设计的特点1
1.3本书的主要内容3
第2章地震学基础知识4
2.1有关地震的一些基本概念4
2.2地震的成因和机制5
2.3地震波概述8
2.3.1地震波的特性8
2.3.2地震波的传播机制9
2.4地震震级12
2.4.1里氏震级12
2.4.2面波震级13
2.4.3体波震级13
2.4.4持时震级13
2.4.5矩震级14
2.4.6震级计算14
2.4.7震级和能量15
2.4.8震级和频度15
2.4.9震级和断层15
2.5地震震害16
2.6地震烈度17
2.7地震动20
2.7.1地震动观测20
2.7.2地震动的类型23
2.7.3地震动的频率特征24
2.7.4地震持时26
2.7.5地震三要素综合影响实例28
2.7.6地震动的衰减规律32
习题34
参考文献34
第3章结构振动分析基础35
3.1结构动力分析模型35
3.2结构振动方程37
3.2.1振动体系的自由度37
3.2.2单自由度体系的动力方程37
3.2.3多自由度体系的振动方程40
3.3单自由度体系的振动分析42
3.3.1无阻尼自由振动42
3.3.2有阻尼自由振动43
3.3.3强迫振动46
3.3.4Duhamel积分50
3.4多自由度体系的振动分析53
3.4.1振型分析53
3.4.2无阻尼体系的自由振动55
3.4.3有阻尼体系的自由振动56
3.4.4强迫振动58
3.4.5特征值和特征向量计算59
3.5动力分析的数值方法61
3.5.1线性加速度法61
3.5.2平均加速度法64
3.5.3Newmark-??法65
3.5.4多自由度体系Newmark-??法67
3.6频域分析方法69
3.6.1对周期性荷载的反应69
3.6.2频域分析70
3.6.3时域和频域转换函数之间的关系72
3.7随机振动理论72
3.7.1随机过程的基础知识72
3.7.2线性单自由度体系的平稳随机反应76
3.7.3线性单自由度体系的非平稳随机反应77
习题79
参考文献80
第4章单自由度结构的地震响应81
4.1单自由度结构的受震位移响应81
4.2反应谱的概念82
4.3弹性反应谱85
4.3.1反应谱之间的关系85
4.3.2反应谱的特征87
4.3.3反应谱的标准化与设计反应谱89
4.3.4傅里叶谱与反应谱92
4.3.5弹性反应谱的不足95
4.4结构恢复力模型95
4.5单自由度结构的弹塑性地震响应101
4.5.1承载力和延性对地震响应的影响101
4.5.2滞回模型对弹塑性地震响应的影响107
4.6弹塑性反应谱108
习题113
参考文献113
第5章多自由度结构弹塑性分析模型114
5.1概述114
5.2层模型115
5.2.1剪切型层模型115
5.2.2弯曲型层模型122
5.2.3弯剪型层模型123
5.3杆单元模型127
5.3.1两端简支杆单元127
5.3.2两端自由杆单元128
5.3.3两端有刚域杆单元129
5.3.4杆端弹塑性弹簧杆模型131
5.3.5其他弹塑性杆模型135
5.3.6多弹簧杆模型139
5.3.7基于纤维模型的杆单元140
5.4剪力墙模型143
5.4.1柱模型143
5.4.2支撑桁架模型144
5.4.3边柱+中柱复合模型144
5.4.4分层壳模型145
5.5上部结构与基础的共同工作146
5.5.1子结构法147
5.5.2集中参数法148
5.5.3直接法150
习题152
参考文献152
第6章多自由度结构弹塑性分析方法153
6.1动力弹塑性时程分析法153
6.1.1简述153
6.1.2动力弹塑性时程分析基本原理153
6.1.3动力弹塑性时程分析地震波选择157
6.1.4人工模拟地震动加速度时程生成方法160
6.2静力弹塑性分析方法162
6.2.1简述162
6.2.2加载模式163
6.2.3等效单自由度及其位移模式168
6.2.4目标位移170
6.2.5静力弹塑性分析的适用条件177
6.2.6不规则结构的适用性178
6.2.7振型推覆分析方法179
6.3等价线性化方法182
6.3.1单自由度结构的等价线性化方法182
6.3.2多自由度结构的等价线性化方法187
习题190
参考文献192
第7章多自由度结构的地震响应194
7.1动力方程194
7.2线弹性多自由度体系的振动分析195
7.3振型分解反应谱法199
7.4 复振型分解法和复振型分解反应谱法202
7.4.1 复振型分解方法202
7.4.2 复振型分解反应谱法206
7.5结构弹塑性地震响应208
7.5.1剪切层模型结构208
7.5.2双重结构层模型221
习题227
参考文献228
第8章地震能量和损伤分析方法229
8.1单自由度地震能量分析229
8.1.1振动能量方程229
8.1.2地震输入能量谱235
8.1.3优选弹塑性位移240
8.2多自由度体系的能量分析244
8.2.1弹性多自由度体系244
8.2.2弹塑性多自由度体系247
8.2.3优选层间位移248
8.3结构地震损伤分析252
8.3.1损伤的概念和损伤指标252
8.3.2单参数损伤模型253
8.3.3双参数损伤模型255
8.3.4等效极限延性系数257
8.3.5损伤程度评价259
习题260
参考文献260
第9章结构抗震设计方法和规范262
9.1结构抗震设计方法的发展262
9.1.1基于承载力设计方法262
9.1.2基于承载力和构造保证延性设计方法263
9.1.3基于损伤和能量设计方法264
9.1.4能力设计方法264
9.1.5基于性能/位移设计方法265
9.2结构抗震能力和性能指标266
9.2.1结构的性能指标266
9.2.2抗震设防水准与抗震性能需求269
9.3我国建筑结构抗震设计方法270
9.3.1我国结构抗震发展概况270
9.3.2三水准设防目标与二阶段设计271
9.3.3地震作用计算272
9.3.4结构抗震设计方法283
9.4美国抗震规范介绍288
9.4.1简述288
9.4.2抗震设防目标290
9.4.3反应谱290
9.4.4地震作用计算292
9.4.5抗震设计293
9.4.6结构体系293
9.5日本抗震规范介绍295
9.5.1简述295
9.5.2地震作用计算296
9.5.3第二阶段设计299
习题304
参考文献304
第10章基于性能/位移结构抗震设计方法305
10.1概述305
10.2结构抗震性能水准和目标308
10.3基于位移性能的设计方法311
10.3.1简述311
10.3.2结构抗震体系与结构性能控制312
10.3.3直接基于位移设计方法314
10.4基于性能的地震工程318
10.4.1简述318
10.4.2理论框架319
10.5基于韧性的地震工程320
10.5.1简述320
10.5.2国际相关建筑抗震韧性评价标准321
10.5.3我国《建筑抗震韧性评价标准》概述321
10.5.4建筑抗震韧性评价算例分析326
习题330
参考文献330
第11章地基与基础抗震设计332
11.1概述332
11.2场地333
11.2.1建筑场地类别333
11.2.2建筑场地评价及有关规定336
11.3地震时的地面运动特性337
11.3.1场地土对地震波的作用与土的很好周期337
11.3.2强震时的地面运动344
11.4天然地基与基础345
11.4.1可不进行天然地基与基础抗震承载力验算的范围345
11.4.2天然地基抗震承载力验算345
11.5地基土的液化与防治347
11.5.1液化的概念347
11.5.2影响地基土液化的主要因素348
11.5.3液化的判别350
11.5.4液化地基的评价352
11.5.5地基抗液化措施353
11.6桩基的抗震验算354
11.6.1桩基不需进行验算的范围355
11.6.2低承台桩基的抗震验算355
11.7软弱黏性土地基357
习题357
参考文献358
第12章砌体结构的抗震性能与设计359
12.1砌体结构的震害359
12.1.1一般砌体结构的震害特点359
12.1.2底部框架-抗震墙砌体房屋震害特点362
12.1.3砌体结构震害规律363
12.2多层砌体结构布置与选型363
12.2.1房屋层数和总高度的363
12.2.2房屋高宽比的364
12.2.3砌体抗震横墙的间距365
12.2.4房屋局部尺寸限值365
12.2.5多层砌体房屋的建筑布置和结构体系365
12.2.6防震缝设置366
12.3多层砌体结构的抗震设计366
12.3.1水平地震作用计算简图366
12.3.2楼层水平地震剪力的分配368
12.3.3墙体抗震承载力验算370
12.4多层砌体结构房屋的抗震构造措施372
12.4.1多层砖砌体房屋的抗震构造措施373
12.4.2多层小砌块房屋的抗震构造措施377
12.5底部框架-抗震墙砌体房屋的抗震设计379
12.5.1底部框架-抗震墙砌体房屋的结构布置379
12.5.2底部框架-抗震墙砌体房屋的抗震计算379
12.5.3底部框架-抗震墙砌体房屋抗震构造措施382
12.6砌体结构抗震加固384
12.6.1扶壁柱加固技术384
12.6.2钢筋网水泥砂浆面层加固技术385
12.6.3外套整体式加固技术387
12.6.4预应力钢板带加固技术388
12.6.5高强钢绞线-聚合物砂浆面层加固技术389
12.6.6滑移隔震层加固技术391
习题393
参考文献394
第13章钢筋混凝土结构的抗震性能与设计395
13.1多层和高层钢筋混凝土结构的震害395
13.1.1场地引起的震害395
13.1.2结构布置引起的震害395
13.1.3钢筋混凝土框架结构的震害397
13.1.4剪力墙结构的震害401
13.2多高层钢筋混凝土结构选型、结构布置和设计原则402
13.2.1结构选型402
13.2.2结构布置403
13.2.3钢筋混凝土结构房屋的抗震等级408
13.2.4钢筋混凝土结构房屋的延性和屈服机制410
13.2.5材料及连接411
13.2.6楼梯间412
13.2.7基础结构412
13.3钢筋混凝土框架结构的抗震设计413
13.3.1水平地震作用计算413
13.3.2框架结构内力及水平位移计算414
13.3.3内力组合及最不利内力425
13.3.4框架结构截面设计426
13.3.5框架结构构造措施432
13.3.6预应力混凝土框架的抗震设计要求437
13.4抗震墙结构的抗震分析439
13.4.1抗震墙结构的设计要点439
13.4.2地震作用的计算439
13.4.3地震作用在各剪力墙之间的分配及内力计算443
13.4.4截面设计和构造444
13.5框架-抗震墙结构的抗震设计447
13.5.1框架-抗震墙结构的设计要点447
13.5.2地震作用的计算方法447
13.5.3结构内力计算447
13.5.4截面设计和配筋构造456
13.6混凝土结构抗震加固456
13.6.1扩大截面法457
13.6.2粘贴钢板加固法458
13.6.3碳纤维加固法460
13.6.4附加子结构加固法462
13.6.5消能减震加固法464
13.6.6隔震加固法466
习题467
参考文献469
第14章钢结构的抗震性能与设计471
14.1多层和高层钢结构房屋的主要震害特征471
14.1.1梁柱节点连接的破坏472
14.1.2梁、柱、支撑等构件破坏474
14.1.3结构倒塌475
14.2多层和高层钢结构的选型与结构布置475
14.2.1多层和高层钢结构体系的选型475
14.2.2多层和高层钢结构房屋的平面布置原则477
14.2.3多层和高层钢结构房屋的竖向布置原则478
14.2.4多层和高层钢结构布置的其他要求479
14.3多层和高层钢结构房屋的抗震概念设计479
14.3.1结构方案的选择480
14.3.2多道防线的设置480
14.3.3强节点弱构件的设计480
14.3.4强柱弱梁的设计482
14.3.5偏心支撑框架的弱消能梁段要求483
14.3.6其他抗震设计要求484
14.4多层和高层钢结构房屋的抗震计算486
14.4.1结构计算模型486
14.4.2地震作用的计算487
14.4.3计算要求487
14.5多层和高层钢框架结构房屋的抗震构造措施488
14.5.1纯框架结构抗震构造措施488
14.5.2钢框架-中心支撑结构的抗震构造措施492
14.5.3钢框架-偏心支撑结构的抗震构造措施494
14.6钢结构抗震加固496
14.6.1 钢结构抗震加固原则496
14.6.2 改变结构体系加固法496
14.6.3 增大截面加固法497
14.6.4粘贴钢板加固法498
14.6.5外包钢筋混凝土加固法499
14.6.6连接与节点的加固500
习题503
参考文献504
第15章消能减震结构设计505
15.1概述505
15.1.1基本概念505
15.1.2消能减震结构的发展与应用506
15.2阻尼器507
15.2.1速度相关型阻尼器508
15.2.2位移相关型阻尼器510
15.3消能减震结构的设计要点512
15.3.1消能减震结构的设防水准512
15.3.2消能减震结构方案513
15.3.3消能减震结构的设计计算方法513
15.4消能减震结构设计实例515
15.4.1项目背景515
15.4.2结构概况516
15.4.3结构模型517
15.4.4输入地震动评价519
15.4.5分析流程概述520
15.4.6基于能量法的减震效果评价520
15.4.7基于时程分析法的减震效果评价522
15.5其他结构减振（震）控制方法525
习题526
参考文献526
第16章隔震结构设计527
16.1概述527
16.1.1基本概念527
16.1.2隔震结构的发展与应用528
16.2隔震支座530
16.2.1叠层橡胶隔震支座530
16.2.2摩擦摆隔震支座532
16.2.3其他隔震支座533
16.3隔震的基本原理534
16.4隔震结构的设计要点538
16.4.1隔震结构基本要求538
16.4.2隔震结构方案设计539
16.4.3隔震结构的设计计算方法540
16.5新建隔震结构的设计实例542
16.5.1结构概况542
16.5.2结构模型543
16.5.3输入地震动评价544
16.5.4设计流程概述546
16.6隔震加固结构的设计实例547
16.6.1项目背景547
16.6.2结构概况547
16.6.3结构模型549
16.6.4输入地震动评价549
16.6.5设计流程概述551
16.7高层结构隔震设计551
习题552
参考文献552
第17章震后功能可恢复的新型抗震体系553
17.1功能可恢复的概念553
17.2自复位框架结构554
17.2.1自复位钢框架梁柱节点554
17.2.2自复位钢支撑558
17.3自复位摇摆墙560
17.3.1结构体系概述560
17.3.2工程应用实例562
17.3.3摇摆墙刚度需求566
17.3.4框架-墙连接形式探究569
17.3.5填充墙作为摇摆墙574
17.4可更换连梁高层剪力墙结构577
17.4.1组装式自复位连梁580
17.4.2开槽式楼板584
习题590
参考文献590
第18章非结构构件抗震设计592
18.1概述592
18.2非结构构件震害592
18.2.1建筑非结构构件592
18.2.2机械、电气和管道（MEP）构件594
18.2.3建筑内部家具596
18.3非结构构件抗震设计方法596
18.3.1美国统一建筑规范596
18.3.2美国FEMA273/356规范597
18.3.3欧洲BSEN1998-1-2004规范597
18.3.4中国GB50011—2010（2016）规范597
18.3.5其他国家规范597
18.3.6各国关于非结构构件水平地震作用计算公式的比较598
18.4填充墙598
18.4.1填充墙的受力特点与震害特征598
18.4.2砌体填充墙面内抗震性能研究601
18.4.3砌体填充墙平面内外耦合作用研究601
18.5吊顶602
18.5.1影响吊顶抗震性能的因素602
18.5.2吊顶抗震加固措施603
18.6管线604
18.6.1管线系统的震害特征604
18.6.2管线系统的抗震设计及验算605
18.7非结构构件抗震检测方法606
习题608
参考文献608
内容摘要
本书详细讲解建筑结构抗震设计
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