高层建筑结构抗震设计

第一章 概论 1

1-1 地震学基础 1

一、地震波的生成与传播 1

二、地震对建筑物的作用 9

三、地震的尺度(震级与烈度) 11

四、联邦德国的地震区域 16

1-2 联邦德国地震区建筑物的标准与准则 19

第二章 建筑结构物的振动 23

2-1 基本概念 23

2-2 单自由度体系 24

一、振动方程式 24

二、自由无阻尼振动 26

三、有阻尼的自由振动 27

四、建筑结构地基的弹性与阻尼 28

五、强迫振动 34

六、单自由度非线性体系的强迫振动 35

七、随机干扰的强迫振动 37

2-3 多自由度体系 39

一、自由振动，自振频率与振型 39

二、基本振动的近似计算 44

三、强迫振动 46

四、多自由度非线性体系的强迫振动 51

五、随机干扰时的强迫振动 51

第三章 计算方法 53

3-1 时历法 53

3-2 反应谱法 55

3-3 随机方法 56

第四章 按反应谱方法进行地震反应计算 58

4-1 反应谱 58

一、反应谱的制做 58

二、影响反应谱的因素 60

三、反应谱的表述 67

4-2 多自由度体系的地震反应 71

一、地震荷载 71

二、替代质量 72

三、振型的叠加 74

5-1 地震荷载的计算值 77

一、基本关系 77

第五章 按联邦德国工业标准DIN4149进行高层建筑结构的抗震设计 77

二、水平加速度的标准值 79

三、建筑物的地基因数 81

四、降低因素 82

五、标准反应谱的系数 83

5-2 地震荷载的简化计算 85

一、地震荷载的基本振动成分 85

二、基本振动周期的简化计算 89

三、地震时的主动土压力 93

5-3 断面设计 95

5-4 与国外相应标准的比较 97

第六章 地震荷载作用下扭振反应的简化计算 104

6-1 地震荷载作用下扭振反应的形成与计算 104

6-2 建筑结构型式与动力扭转作用 107

一、问题的提出 109

6-3 非对称单质点振子的分析 109

二、无阻尼的自由振动 112

三、具有一个对称轴振动体系的地震反应 115

四、无对称轴体系的地震反应 124

6-4 联邦德国工业标准DIN4149采用的扭振反应近似计算法〔1.19〕 125

一、使用范围与计算假定 125

二、动力扭转作用可转化为附加偏心值e1 127

三、分析与计算机对比 130

第七章 构造规则 132

7-1 概述 132

7-2 建筑结构的形状及其刚度性能 132

7-3 力的传递 134

一、体系延性与断面延性 136

7-4 延性的要求 136

二、框架结构的延性 144

三、板墙式结构的延性 148

四、联邦德国工业标准DIN4149对延性的要求 153

第八章 高层建筑结构抗震计算的替代体系 156

8-1 建筑结构向替代杆的化引 156

8-2 替代惯性矩 160

8-3 替代杆件的抗扭刚度 164

8-4 替代杆件的振动 166

8-5 替代杆件的地震反应 171

第九章 计算例题 176

9-1 提要 176

一、任务的提出 177

9-2 算例一 177

二、根据DIN4149近似方法确定地震荷载 179

三、考虑高阶振型确定地震荷载 182

四、扭转作用 186

五、断面设计 187

9-3 算例二 189

一、任务的提出 189

二、建筑结构化引为替代杆件 191

三、基本振动周期与地震荷载 196

四、扭转作用 197

五、延性 199

9-4 算例三 200

一、任务的提出 200

二、振动周期 201

三、替代杆的剪力与弯矩 203

四、扭转作用 204

第十章 抗震设计的特殊问题 207

10-1 目的 207

10-2 桩基工程 208

10-3 桥梁工程 213

10-4 拦河大坝工程 220

一、问题的提出 220

二、土坝 220

三、混凝土坝 222

10-5 大型储存液体的容器式结构工程 227

10-6 建筑结构的抗震防护问题 234

附录 242

参考文献 251