英文名称 :Seismic Design of Buildings

课程编号： 302404

课程类型：学科方向专业课，建筑工程专业限选课

学 时： 40 时

学 分： 2.5

适用对象：土木工程专业

先修课程：《材料力学》、《 理论力学 》、《结构力学》、《土力学与基础工程》、《混凝土结构》、《砌体结构》　　　　　《钢结构》等

使用教材及参考书：《抗震结构设计》，丰定国，王社良主编，武汉理工大学出版社， 2003 年 8 月

《 Seismic Design of Buildings and Bridges 》，中国水利水电出版社， 2002 年

一•  课程性质、目的和任务

1. 课程性质

　　《抗震结构设计》是高等学校土木工程专业一门重要的学科方向专业课，也是一门理论性和实践性都很强的专业限选课。

2. 课程目的和任务

　　通过本课程的学习，使学生掌握有关地震的基本知识、地基基础抗震、地震作用计算原理的基本概念、基本理论和计算方法等，培养学生具有一定工程结构抗震设计计算能力，掌握建筑结构抗震设计的基本原理与方法，以便将来能够从事一般建筑工程的抗震设计工作并为后续选修课的学习和毕业设计打下基础。

二•  课程教学内容及要求

第 1 章 绪 论

　　内容： 地震与地震动的基本知识，世界及我国的地震活动性，地震震害以及我国《建筑抗震设计规范》（ GB50011-2001 ）的抗震设防目标、抗震设计方法和抗震设计的基本要求等。

基本要求：

　　1. 了解地震的成因、类型、特点以及地震波、震级、烈度、设计基本地震加速度、设计特征周期和设计地震分组等概念。

　　2. 了解地震的活动性与地震的破坏现象。

　　3. 理解“三烈度水准”设防目标及“二阶段”抗震设计方法。

　　4. 了解抗震设计的基本要求。

　　重点： 地震波、震级、 烈度、设计基本地震加速度、设计特征周期、设计地震分组、 “三烈度水准”设防目标与“二阶段”抗震设计方法等 。

第 2 章 场地、地基和基础

　　内容： 不同工程地质条件对房屋结构震害的影响，场地、场地土的概念，场地、场地土的分类，地基、基础的抗震验算，地基土的液化，液化土的危害性及判别，可液化地基与软弱地基的抗震措施。

　　基本要求：

　　1. 理解 工程地质条件对结构震害的影响，掌握 场地与场地土的概念，掌握场地与场地土的分类以及场地性质对结构抗震能力的影响。

　　2. 掌握天然地基、基础的抗震验算方法，砂土液化的概念与判别方法。

　　3. 理解可液化地基与软弱地基的抗震措施。

　　4. 了解 桩基的抗震设计方法。

　　重点： 场地与场地土的概念及分类，天然地基、基础的抗震验算方法，砂土液化的概念与判别方法等。

第 3 章 结构地震反应分析与抗震验算

　　内容： 结构的地震反应，单自由度弹性体系的动力特性，单自由度弹性体系的水平地震作用分析，包括水平地震作用的基本公式、地震反应谱、设计反应谱及地震影响系数等， 多自由度弹性体系的动力特性及振型分解，结构自振频率、周期及振型的实用计算方法（包括能量法及等效质量法等），多自由度弹性体系水平地震作用分析的振型分解反应谱法与底部剪力法，结构的扭转效应，地基与结构的相互作用，竖向地震作用计算，结构地震反应的时程分析法，建筑结构抗震验算（包括重力荷载代表值、结构构件抗震承载力验算、多遇地震下结构抗震变形验算和罕遇地震下结构抗震变形验算等 。

　　基本要求：

　　1. 理解和掌握结构的动力特性及地震反应的概念。

　　2. 理解和掌握反应谱的概念，地震系数、动力系数、地震影响系数、重力荷载代表值的概念与表达式。

　　3. 理解和掌握振型分解的概念，掌握用振型分解反应谱法计算多自由度弹性体系地震反应的方法。

　　4. 理解和掌握结构自振频率和周期的实用计算方法，掌握用底部剪力法计算水平地震作用和竖向地震作用的方法。

　　5. 理解 结构的扭转效应及地基与结构相互作用的 概念。

　　6. 理解和掌握结构构件抗震承载力验算、多遇地震下结构抗震变形验算及罕遇地震下结构抗震变形验算的概念与方法。

　　重点： 地震影响系数和 反应谱的概念与表达式，自振频率与周期的实用计算方法，振型分解的概念， 振型分解反应谱法，底部剪力法，结构构件抗震承载力验算及变形验算等 。

　　难点： 结构的动力分析，动力特性，反应谱理论，振型分解的理解与应用，结构层间弹塑性位移的计算。

第 4 章 建筑抗震概念设计

　　内容： 概念设计的概念，场地选择，建筑的平立面布置，结构选型与结构布置，多道抗震防线，刚度、承载力和延性的匹配，确保结构的整体性，非结构构件处理等。

　　基本要求：

　　1. 理解结构抗震概念设计的概念。

　　2 . 理解建筑场地选择的要求和意义。

　　3. 理解建筑平立面布置及 结构选型与结构布置的 要求和意义。

　　4. 理解设置多道抗震防线的必要性及抗震防线的选取原则。

　　5. 理解 刚度、承载力和延性匹配的意义及要求 。

　　6. 理解保证 结构整体性的意义与要求以及非结构构件的处理措施等 。

　　重点： 概念设计的概念， 结构选型与结构布置，多道抗震防线，刚度、承载力和延性的匹配，确保结构的整体性等。

第 5 章 多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计

　　内容： 钢筋混凝土框架房屋的震害及分析，抗震概念设计，抗震等级，地震作用计算，内力分析与组合，框架梁、柱、节点的抗震设计以及相应的抗震构造措施等。

　　基本要求：

　　1. 理解钢筋混凝土框架房屋的震害特点及其分析方法。

　　2. 理解钢筋混凝土框架房屋的建筑平面及结构方案的确定原则。

　　3. 掌握钢筋混凝土框架房屋的抗震等级划分、地震作用计算方法、内力分析与组合方法。

　　4. 理解和掌握钢筋混凝土框架房屋“强柱弱梁、强剪弱弯、节点验算”的概念和 梁、柱、节点的抗震设计方法 。

　　5. 理解和掌握钢筋混凝土框架房屋常用抗震构造措施。

　　重点： 震害及分析方法，地震作用计算，内力分析与组合，框架梁、柱、节点的抗震设计以及相应的抗震构造措施等。

　　难点： 框架梁、柱的内力组合与应用。

第 6 章 多层砌体结构房屋的抗震设计

　　内容： 多层砌体结构房屋、底部框架―抗震墙房屋、内框架房屋的震害及其分析，抗震概念设计，水平地震作用的计算简图，地震作用计算，剪力分配，墙体承载力验算，抗震构造措施等 。

　　基本要求：

　　1. 理解 多层砌体结构房屋、底部框架―抗震墙房屋、内框架房屋 的震害特点及其分析方法。

　　2. 理解 多层砌体结构房屋、底部框架―抗震墙房屋、内框架房屋 的建筑平面及结构方案的确定原则。

　　3. 掌握 多层砌体结构房屋横向、纵向水平地震作用的计算方法，底部剪力法及墙体承载力计算方法 。

　　4. 理解 底部框架―抗震墙房屋、内框架房屋的抗震设计特点及要求 。

　　5. 理解和掌握 多层砌体结构房屋、底部框架 ― 抗震墙房屋、内框架房屋的 常用抗震构造措施。

　　重点： 多层砌体结构房屋的 震害及分析方法，地震作用计算，剪力分配，墙体承载力验算和抗震构造措施等。

第 7 章 高层及多层钢结构房屋的抗震设计

　　内容： 高层及多层 钢结构房屋的震害及其特点，抗震概念设计，抗震设计方法与构造措施，钢节点及连接的抗震设计方法与构造措施， 多层钢结构厂房的抗震设计方法与构造措施 等。

　　基本要求：

　　1. 理解高层及 多层钢结构房屋 的震害及其分析方法。

　　2. 理解高层及 多层钢结构房屋 结构方案的确定原则。

　　3. 理解和掌握高层及 多层钢结构房屋 的水平 地震作用计算方法，钢构件的抗震设计方法与构造措施。

　　4. 理解和掌握钢结构节点及连接的抗震设计方法与构造措施。

　　5. 了解多层钢结构厂房的抗震设计方法与构造措施。

　　重点： 高层及 多层钢结构房屋 的震害及其分析方法， 地震作用计算，钢构件、 钢节点及连接的抗震设计方法与构造措施等。

第 8 章 单层钢筋混凝土厂房的抗震设计

　　内容： 单层钢筋混凝土厂房的震害及分析，抗震概念设计，横向水平地震作用的计算简图、自振周期、地震作用、内力分析方法及柱内力的修正，纵向水平地震作用的计算，抗震构造措施等 。

　　基本要求：

　　1. 理解 单层钢筋混凝土厂房 的震害及其分析方法。

　　2. 理解 单层钢筋混凝土厂房 结构方案的确定原则。

　　3. 理解和掌握计算 单层钢筋混凝土厂房横向水平地震作用 的计算简图及自振周期的计算方法，地震作用计算方法，排架内力分析方法，排架柱内力修正的概念和方法。

　　4. 理解和掌握 单层钢筋混凝土厂房纵向水平地震作用 的计算。

　　5. 理解和掌握 单层钢筋混凝土厂房 的抗震构造措施。

　　重点： 震害及分析方法， 横向水平地震作用的计算简图、自振周期、地震作用、内力分析方法及柱内力的修正，抗震构造措施等 。

　　难点： 考虑“空间作用”和“扭转作用”修正单层房屋柱内力的概念及方法。

第 9 章 隔震与消能减震房屋设计

　　内容： 隔震的概念与原理，隔震结构的特点与适用范围，隔震系统的组成与类型，隔震结构的设计要求，隔震结构的抗震计算，隔震结构的构造措施；消能减震原理，消能减震结构的特点，消能器的类型与性能，消能减震结构的设计要求等。

　　基本要求：

　　1. 理解结构隔震的原理与隔震结构的特点，结构消能减震原理与消能减震结构的特点。

　　2. 了解隔震系统的组成与类型，消能减震装置的类型与性能。

　　3. 理解隔震结构、消能减震结构的设计要求及构造措施。

　　4. 理解隔震结构的抗震计算分析原理。

　　5. 理解消能减震结构的抗震计算分析原理。

　　重点： 隔震、消能减震的概念与原理，隔震结构、消能减震结构的特点，隔震系统、消能减震装置的类型与性能，隔震结构、消能减震结构的设计要求等。

三•  课程教学基本要求

　　1. 课堂授课

　　教学方法采用：第 1 章至第 3 章以课堂教学 为主；第 4 章至第 9 章安排一定学时组织学生自学和课堂讨论，并至少安排一个单元课外时间观看录象和多媒体课件。

　　2. 作业方面

　　作业习题随堂布置，习题数量随教学内容而定，定期讲解作业问题，以便结合习题巩固和深化所学内容。答疑每周至少一单元时间。

　　3. 考核方式

　　本课程的考核方式以闭卷考试为主，题型有名词解释、填空题、选择题、判断题、简答题和计算题等。统一出题，统一阅卷，统一评分。百分制打分，平时成绩可占 10-20% 。

四•  实践教学环节

　　在本课程前的“生产实习”中，要求学生结合实习注意实际工程结构的抗震构造及措施；结合各章的思考题与习题，理解和掌握结构的抗震设计原理与方法；课程讲授时间，利用课余时间观看实际震害录象和多媒体课件，增强学生的感性认识；课程结束之后，结合毕业设计加强课程的实践性教学。

五•  学时分配

章

学 时 分 配

合计

讲课

习题课

试验课

上机课

讨论课

其他

1

3.0

2.0

2.0

7.0

2

4.0

2.0

2.0

8.0

3

9.0

6.0

14.0

4

2.0

2.0

2.0

5.0

5

5.0

3.0

3.0

3.0

14.0

6

6.0

3.0

8.0

7

2.0

2.0

4.0

8

6.0

3.0

9.0

9

2.0

2.0

2.0

6.0

合计

40.0

25.0

7.0

7.0

79.0

六•  教学内容更新要求

　　　暂无。

　　制定者：赵歆冬　　　审定者：王社良　　　批准者：梁兴文　　　校对者：熊仲明

　　制定日期： 2004 年 10 月