建筑结构抗震设计课程简明教案Word格式文档下载.docx
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（4）熟练掌握钢筋混凝土框架结构房屋抗震设计方法，掌握常用工业与民用房屋的抗震设计方法。
授课方式
讲授√讨论课□实验课□习题课□其他□
课次
1
课时
2
教学内容（提纲）
方法及手段
教学内容
第一章绪论
§
1-1地震与地震动
1-2地震震级与地震烈度
1-3地震灾害概说
1-4工程抗震设防
1-5地震设计的总体要求
主要内容：
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。
1，工程结构设防的重要性，抗震设计的特点以及“概念设计”的涵义等基本概念；
2，地球的基本知识及地震动的概念，其主要内容包括:
地球的构造、地震类型与成因、地震波、震级和地震烈度等基础知识。
3，世界及我国的地震活动性以及近期的世界地震活动情况;
4,地震所造成的地表破坏及其给工程结构造成的破坏；
5，我国《建筑抗震设计规范》中的抗震设计目标、抗震设计方法以及抗震设计的基本要求等主要内容包括：
工程结构的场地选择，建筑的平立面布置，结构选型与结构布置，设置多道抗震防线和确保结构的整体性等规定。
1.图片、影像
2.举例讲解
3.多媒体课件讲解
参考资料
参考书：
教学目的、要求（可分熟练掌握、掌握、理解、熟悉、了解等层次）：
1，正确理解工程结构设防的重要性，抗震设计的特点以及“概念设计”的涵义等基本概念；
2，了解和掌握地球的基本知识及地震动的概念，
3，了解世界及我国的地震活动性以及近期的世界地震活动情况;
4,了解地震所造成的地表破坏及其给工程结构造成的破坏；
5，理解和掌握我国《建筑抗震设计规范》中的抗震设计目标、抗震设计方法以及抗震设计的基本要求等
教学重点及难点：
①抗震设计特点“概念设计”的涵义，地震动的基本知识
②“概念设计”的理解，地震波、震级和地震烈度关系
③抗震设计目标，抗震设计方法以及抗震设计的基本要求;
④理解和掌握抗震设计的基本要求
作业、讨论题、思考题：
1.地震按其成因分为哪几种类型？
按其震源的深浅又分为哪几种类型？
2.什么是地震波？
地震波包含了哪几种波？
3.什么是地震震级？
什么是地震烈度？
什么是抗震设防烈度？
4.什么是多遇地震？
什么是罕遇地震？
5.建筑的抗震设计类别分为哪几类？
分类的作用是什么?
课后小结：
本教学内容都是该课程的理论基础和基本概念，学习时应认真领会并深刻理解。
第二章场地与地基
2-1场地划分与场地区划
2-2地基抗震验算
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。
1，工程地质条件对震害所造成的影响；
2，建筑场地、场地土及场地覆盖层厚度的基本概念；
3，场地土类型和场地类别的划分方法；
4，天然地基及基础抗震承载力验算的一般原则和方法。
1.举例讲解
2.作业讲解
1，了解工程地质条件对震害所造成的影响；
2，正确理解建筑场地、场地土及场地覆盖层厚度的基本概念；
3，熟练掌握场地土类型和场地类别的划分方法；
4，正确理解和熟练掌握天然地基及基础抗震承载力验算的一般原则和方法。
①场地土类型和场地类别的划分、基础抗震承载力验算；
②地基及基础抗震承载力验算
1.场地土分为哪几类？
它们是如何划分的？
2.什么是场地？
怎样划分建筑场地的类别？
3.简述天然地基基础抗震验算的一般原则。
哪些建筑可不进行天然地基基础的抗震承载力验什么？
4.怎样确定地基土的抗震承载力？
8.哪些建筑可不进行桩基的抗震承载力验算？
为什么？
本教学内容是建筑抗震设计的基本知识，学习时应深刻理解其本质以便为后继各章的学习打下基础。
3
教学内容
2-4地基土的液化及其防治
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。
1、地基土液化的原因及危害
2、场地土液化的判别方法，其主要内容包括：
初步判别和标准贯入试验判别两步进行法，场地土液化危害程度的确定等计算方法；
3、可液化地基和软土地基的抗震措施，其主要内容包括：
全部消除地基液化沉陷和部分消除地基液化沉陷两大类措施。
第三章结构地震反应分析与抗震计算
3-1概述
3-2单自由度弹性体系的弹性地震反应分析
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。
1、地震作用的复杂性，建筑结构抗震计算理论的发展概况；
2、单自由度体系的振动问题，其主要内容有：
在自由振动中，自振周期、自振频率阻尼系数和阻尼比等基本概念及一些自由振动的重要特性；
在强迫振动中，瞬时冲量及其引起的自由振动问题；
3、单自由度体系的结构动力反应的计算方法
2.多媒体课件讲解
1、了解地基土液化的原因及危害
2、掌握场地土液化的判别方法
3、了解和熟练掌握可液化地基和软土地基的抗震措施
4、了解地震作用的复杂性，建筑结构抗震计算理论的发展概况；
5、正确理解和掌握单自由度体系的振动问题；
6、熟练掌握单自由度体系的结构动力反应的计算方法。
①场地土液化的判别方法，液化地基和软土地基抗震措施
②液化地基的确定
③单自由度体系的振动问题，结构动力反应的计算方法
④强迫振动中，瞬时冲量及其引起的自由振动问题
1.什么是场地土的液化？
怎样判别？
液化对建筑物有哪些危害？
2.如何确定地基的液化指数和液化的危害程度？
3.简述可液化地基的抗液化措施。
4.什么是地震作用？
怎样确定结构的地震作用？
5.什么是建筑结构的重力荷载代表值？
怎样确定它们的系数？
单自由度体系的计算式本章的基础，因为实际结构的动力计算很多都可以简化为单自由度体系来进行。
此外，多自由度体系的动力计算问题也可以归结为单自由度体系的计算问题。
因此，对这一部分应进行一定的练习，以求切实掌握。
授课方式
4
3-3单自由度弹性体系的水平地震作用与反应谱
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。
1、地震反应谱的概念、特性和单自由度体系的水平地震作用的计算方法；
2、地震系数、动力系数、标准反应谱、设计反应谱等基本理论和计算方法；
3、计算水平地震作用的反应谱方法的全过程。
1，熟练掌握地震反应谱的概念、特性和单自由度体系的水平地震作用的计算方法；
2，熟练掌握和正确理解地震系数、动力系数、标准反应谱、设计反应谱等基本理论和计算方法；
3，举例说明计算水平地震作用的反应谱方法的全过程。
①水平地震作用的计算方法，设计反应谱
②设计反应谱中的地震影响系数
的取值
1.什么是地震系数和地震影响系数？
它们有何关系？
2.什么是加速度反应谱曲线？
影响-T曲线形状的因素有哪些？
质点的水平地震哪些因素有关？
3.单自由度体系，结构自振周期T=0.5s,质点重量G=200kN，位于设防烈度为8度的Ⅱ类场地上，该地区的设计基本地震加速度为0.30g,设计地震分组为第一组，试计算结构在多遇地震的水平地震作用。
本教学内容是结构抗震设计的基本理论和方法，学习时应深刻理解，要重点掌握。
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3-4多自由度弹性体系的地震反应分析
3-4多自由度弹性体系的最大地震反应分析与水平地震作用
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。
1、多质点体系的实体简化模型；
2、多自由度体系在地震作用下的运动方程的建立；
3、多自由度体系的自由振动问题，其主要内容：
自振频率、主振型及其正交性等概念；
4、介绍振型分解法，其是将多自由度体系的振动问题转化为单自由度体系的计算方法，其中转化时这一方法的核心。
1，了解多质点体系的实体简化模型；
2，掌握多自由度体系在地震作用下的运动方程的建立；
3，熟练掌握多自由度体系的自由振动问题；
4，要求熟练掌握振型分解法。
①多自由度体系的自由振动，振型分解法
②主振型、正交性，振型分解
1.什么是等效总重力荷载？
怎样确定？
2.简述确定结构地震振型分解反应谱法的基本原理和步骤？
3.三层框架结构如图所示，横梁刚度为无穷大，位于设防烈度为8度的Ⅱ类场地上，该地区的设计基本地震加速度为0.30g,设计地震分组为第一组。
结构各层的层间侧移刚度分别为k1=7.5×
105kN/m,k2=9.1×
105kN/m,k3=8.5×
105kN/m,各质点的质量分别为m1=2×
106㎏,m2=2×
106㎏,m3=1.5×
106㎏,结构的自振频率分别为1=9.62rad/s,2=26.88rad/s,3=39.70rad/s,各振型分别为：
要求：
用振型分解反应谱法计算结构在多遇地震各层的层间地震剪力；
本节内容从处理方法上看，它使复杂的问题分解为简单的问题从力学观察上看，它使我们从复杂运动中找出其主要规律。
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3-4多自由度弹性体系的最大地震反应分析与水平地震作用
主要内容：
多自由度弹性体系的结构自振频率、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底部剪力法。
1，振型分解反应谱计算方法（不考虑扭转），其主要内容包括：
振型最大地震作用，振型组合
2，较简单的底部剪力法，其主要内容包括：
结构底部剪力的求法，质点的地震作用。
1，熟练掌握振型分解反应谱计算方法（不考虑扭转）；
2，应熟练掌握较简单的底部剪力法。
①振型分解反应谱法，底部剪力法
②振型最大地震作用
1.简述确定结构地震底部剪力法的基本原理和步骤？
2.三层框架结构如图所示，横梁刚度为无穷大，位于设防烈度为8度的Ⅱ类场地上，该地区的设计基本地震加速度为0.30g,设计地震分组为第一组。
用底部剪力法计算结构在多遇地震作用时各层的层间地震剪力。
在一般情况下可采用振型分解反应谱法计算，但在一定条件下也可采用比较简单的底部剪力法计算。
讲授√讨论课□实验课□习题课√其他□
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3-6竖向地震作用
3-7考虑水平地震作用扭转影响的计算
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。
1、考虑扭转反应的条件；
2、扭转的振型分解法计算地震作用和作用效应，其主要内容包括：
地震作用效应，振型组合（CQC法）；
3、考虑扭转地震作用的近似计算方法；
4、结构竖向地震作用的计算方法。
2.习题讲解
1、掌握考虑扭转反应的条件；
2、掌握扭转的振型分解法计算地震作用和作用效应；
3、掌握考虑扭转地震作用的近似计算方法；
4、了解和掌握结构竖向地震作用的计算方法。
①考虑扭转的振型分解法，结构竖向地震作用计算方法
②振型分解法、振型组合法（CQC法）
1.哪些结构需要考虑竖向地震作用？
怎样确定结构的竖向地震作用？
2.哪些结构需要考虑水平地震作用扭转影响？
怎样确定结构的水平地震作用扭转影响？
学习本节内容时，应对其内容进行一定的了解，对其中的一些基本概念，应深刻理解，并了解和掌握其计算方法和过程。
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3-8结构非弹性地震反应分析
3-9结构抗震验算
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。
1、结构地震反应时程分析时计算模型；
2、地震波的选取以及逐步积分方法等结构动力分析的基础知识；
3、建筑抗震验算的基本方法，其中包括结构抗震承载力验算与结构抗震变形验算两部分内容。
1、了解结构地震反应时程分析时计算模型；
2、了解地震波的选取以及逐步积分方法等结构动力分析的基础知识；
3、熟练掌握建筑抗震验算的基本方法。
①结构抗震承载力验算，结构抗震变形验算
②地震作用下的变形验算
1．怎样进行结构截面抗震承载力验算？
2．怎样进行结构抗震变形验算？
3.什么是等效总重力荷载？
4.什么是楼层屈服强度系数？
5．怎样确定结构薄弱层或部位？
本教学内容为结构抗震设计的基本内容，在结构抗震变形验算中体现出了二阶段的抗震设计方法，前者避免结构构件在多遇地震作用下出现破坏，后者保证结构在罕遇地震作用下不发生倒塌，以校核结构的抗震安全性。
授课方式
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第四章：
建筑抗震概念设计（补充内容）
4-1．建筑场地选择（了解）
4-2．建筑平立面布置（了解）
4-3．结构造型与结构布置（掌握）
4-4．多道抗震防线（理解）
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。
要求了解建筑场地选择，了解建筑的平面布置方法，掌握建筑结构选型与建筑结构布置，掌握建筑结构抗震的多道防线。
①建筑结构选型与建筑结构布置
②建筑结构抗震的多道防线。
1.何谓“概念设计”？
“概念设计”与计算设计有何不同？
2.对建筑抗震有利的地段有哪些？
对建筑抗震危险的地段有哪些？
为什么要避开抗震危险地段？
3.建筑平立面布置的基本原则是什么？
为什么要控制房屋的高宽比？
4.《抗震规范》关于抗震结构体系，有哪些要求？
5.抗震结构体系在结构平面布置与竖向布置中应注意哪些问题？
6.何谓“多道防震防线”？
为什么多道抗震防线对抗震结构是必要的？
概念设计是工程结构设计的重要内容。
本节课程学习，要求学生了解、掌握抗震概念设计的相关知识点。
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建筑抗震概念设计
4-5．刚度、承载力的延性的匹配（理解），
4-6．确保结构的整体性（理解），
4-7．非结构部件处理（了解）。
概念设计中的：
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。
要求掌握刚度、承载力的基本概念；
掌握建筑结构的整体性概念；
了解非结构部件的处理方法。
①刚度、承载力的基本概念
②非结构部件的处理方法。
1.结构刚度、承载力与延性之间有何关系？
2.结构抗震设计中如何协调刚度、承载力与延性三者之间的关系？
3.为什么说结构的整体性是保证结构各部件在地震作用下协调工作的必要条件？
4.何谓非结构部件？
5.非结构部件对结构抗震性能有何影响?
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教学内容
第五章多层砌体房屋抗震设计
5-1多层砌体结构的震害特点
5-2多层砌体结构的选型与布置
5-3多层砌体结构的抗震验算
多层砌体结构房屋的震害及其分析，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。
1、理解多层砌体结构房屋的震害特点及其分析方法。
2.理解多层砌体结构房屋的建筑平面及结构方案的确定原则。
3、理解和掌握多层砌体结构房屋在进行抗震验算时应选取的计算简图；
4、熟练掌握多层砌体结构房屋地震作用的计算方法和步骤；
5、熟练掌握楼层地震剪力根据楼盖的水平刚度及各墙体的侧移刚度所进行的分配方法；
1、理解和掌握多层砌体结构房屋在进行抗震验算时应选取的计算简图
2、熟练掌握多层砌体结构房屋地震作用的计算方法和步骤。
①多层砌体结构房屋在进行抗震验算时应选取的计算简图
②多层砌体结构房屋地震作用的计算方法和步骤
③多层砌体结构房屋的震害及分析方法
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