建筑结构抗震设计

负责人: 岳建伟
课程层次:专科起点本科 课程类型:理论课(不含实践)
课程属性: 专业基础课 所属学科门类:

  

                                                                              课程介绍   


      地震是不可预知最具破坏性的自然力量,它会在毫无预警下来袭,发生时,人们无法预测它何时停止,而中国又是地震的多发国家,如1976年唐山7.8级地震死死伤60万人,倒塌民房630万间; 2008年四川汶川地震8.0级死亡加失踪人员8.7万伤了38万,2015年4月尼泊尔8.1级地震也造成该地区大量人员伤亡和房屋倒塌。

一、课程性质

《建筑结构抗震设计》是高等学校土木工程专业的一门专业核心课程、必修专业课,是一门理论性和实践性都很强的专业必修学位课。本课程的任务是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、教学目标

通过本课程学习,使学生了解结构抗震设防的基本知识,掌握结构抗震设计的基本原理和方法,学会运用抗震设计规范中的计算方法和构造要求进行结构抗震设计,为毕业后从事建筑结构的抗震设计、地震区的建筑施工及抗震防灾减灾规划奠定理论基础,以适应土木工程行业的从业要求。

教学目标与培养方案中“毕业要求”相应指标点的支撑关系如下:

1.本课程支撑专业培养计划中毕业要求1(工程知识)中的指标点1.3:掌握地震的成因、地震波的特点、地震动的基本要素等地震的基本知识,结构抗震的概念设计、地震作用计算、抗震构造措施等基本理论,以及常用工业、民用建筑结构的经典抗震设计方法等。

2.本课程支撑专业培养计划中毕业要求2(问题分析)中指标点2.3.:培养学生理解我国建筑抗震设计的基本理论和基本方法,掌握抗震概念设计、抗震计算以及抗震构造措施,能够从事建筑结构的抗震设计、地震区的建筑施工及抗震防灾减灾规划等相关工作,以适应土木工程行业的从业要求,具有用力学和结构设计知识分析、解决实际问题的基本技能。

三、教学内容

第一章 地震及结构抗震的基本知识

本章重点:

  工程抗震设防要求,抗震设计方法,建筑物重要性分类与设防标准;建筑抗震设计一般规定:考虑抗震的建筑场地的划分,建筑体型选择,增强结构延性的设计手段,设置多道防线,非结构构件处理。

本章难点:

  三水准的抗震设防要求和两阶段的抗震设计方法,抗震设计中的结构选型规定,对利用结构延性抗震的理解,设置多道防线。

基本要求:

  1.要求掌握抗震设防的目的和要求及我国规范规定的抗震设计简化方法;

  2.了解建筑物重要性分类标准与设防标准;

  3.掌握抗震概念设计的五点总体要求。

第二章  场地、地基和基础

本章重点:

  我国现行规范规定的场地类别的确定方法;地基的抗震设计原则,地基土液化及其危害,地基土液化判别方法及液化地基的评价。

本章难点:

  我国现行规范规定的场地类别确定方法及其理解,地基土液化的判别、评价方法及其理解。

基本要求:

  1.要求掌握我国现行规范规定的场地分类方法,及场地类别的确定方法;

  2.理解地基抗震设计的原则;

  3.掌握地基土液化原理及其危害,理解运用规范规定的方法进行地基土是否液化的判别和评价。

第三章  单自由度和多自由度体系结构的地震反应

本章重点:

  结构动力计算简图及体系自由度的确定,水平地震作用的定义,地震反应谱,我国现行规范规定的设计反应谱的形式及其理解与应用,多自由度弹性体系水平地震作用的确定方法:振型分解反应谱法和底部剪力法,结构基本周期的近似计算法。

本章难点:

  结构动力计算简图的确定,地震反应谱的理解和求解方法,设计反应谱的理解与应用,振型分解反应谱法和底部剪力法的理解与应用。

基本要求:

  1.掌握地震作用的概念,包括水平地震作用和竖向地震作用的定义及求解方法;

  2.掌握地震反应谱的概念及其求法,掌握设计反应谱的得到思路,并能够按照现行规范规定设计反应谱得到作用于建筑物上的地震作用;

  3.掌握振型分解反应谱法和底部剪力法的应用条件及方法,掌握结构基本周期的近似计算方法;

 

第四章   地震作用和结构抗震设计要点

本章重点:

   建筑的分类与抗震设防,抗震概念设计,地震作用的计算和抗震验算。

本章难点:

    地震作用的计算方法和抗震验算。

基本要求:

  了解现行规范规定的竖向地震验算的范围和方法,了解结构抗震验算方法。

 

第五章  多层和高层混凝土结构房屋抗震设计

本章重点:

  不同结构形式的钢筋混凝土结构的震害特点及其规律,现行规范一般规定的钢筋混凝土结构选型、结构布置和设计原则;钢筋混凝土框架结构的抗震设计要点及地震作用在结构各部分的分配和内力计算方法及概念设计的考虑因素(包括强柱弱梁、强减弱弯、强节点弱构件思想在界面设计和构造中的体现);抗震墙结构的抗震设计要点及地震作用的计算与墙体验算,抗震概念设计思想在截面设计和构造要求中的体现;框架-抗震墙结构的抗震设计。

本章难点:

  钢筋混凝土不同结构形式的震害特点及其规律的理解;钢筋混凝土框架结构抗震设计中地震作用在结构各部分的分配和内力计算方法,“强柱弱梁、强减弱弯、强节点弱构件”等抗震概念设计方法在具体结构设计时的体现形式;抗震墙结构地震作用计算方法及抗震验算,抗震概念设计思想在截面设计和构造要求中的体现;框架-抗震墙结构的抗震设计。

基本要求:

  1.掌握钢筋混凝土不同结构形式的震害特点及其规律,掌握现行规范规定的选型、结构布置和结构设计的一般原则;

  2.掌握钢筋混凝土框架结构的抗震设计方法及地震作用下结构的抗震验算,考虑抗震概念设计时框架结构的截面设计要点和构造调整;

  3.理解抗震墙结构抗震设计要点及地震验算方法,理解框架-抗震墙结构的抗震设计方法。

第六章   多层砌体房屋和底部框架砌体房屋抗震设计

本章重点:

  多层砌体混合结构房屋的结构布置形式及其特点,多层砌体结构的震害特点及震害规律,多层砌体结构的结构选型与布置在规范中的一般规定,多层砌体结构抗震计算的计算简图确定方法,地震剪力的计算与分配,墙体抗震强度验算,多层砌体结构抗震构造措施。

本章难点:

  多层砌体结构的震害规律,多层砌体结构的选型与布置,多层砌体结构的抗震计算中地震剪力的计算与分配方法,砌体结构抗震构造措施。

基本要求:

  1.掌握砌体混合结构可选结构形式及其特点;

  2.掌握多层砌体结构震害特点及其规律,理解现行规范中规定的砌体结构选型与布置一般规定,能够从抗震的角度合理确定砌体结构的结构形式;

  3.了解多层砌体结构抗震计算的方法,掌握砌体结构通常的抗震构造措施。

第七章  钢结构房屋抗震设计  (了解)

第八章  结构隔震与消能减震设计基础知识  (了解)

 


  岳建伟,男,工学博士,博士后,教授,硕士生导师,注册结构工程师,开封市优秀教师,现任河南大学土木建筑学院副院长,抗震防灾及防护工程方向带头人,中国建筑学会建筑施工分会常务理事,河南省青年骨干教师,开封市优秀教师,河南省土木建筑虚拟仿真实验中心副主任,河南省土建基础实验教学示范中心副主任,河南省阻燃材料工程技术中心副主任。 2002年7月任讲师,2006年11月破格晋升副教授,2011年11月破格晋升教授。在《土木工程学报》、《建筑结构学报》、《岩土工程学报》、《Indian Concrete Journal》等刊物及国际国内学术会议发表学术论文60余篇,其中EI收录20余篇。主编专著、教材3部,参编教材4部。获得国家发明专利9项,完成国家级工法1项,省级工法2项。荣获省部厅级奖10余项,主持与作为主要人员参加各类科研项目20余项,其中主持建设部2011科研攻关项目1项,参加十一五科技支撑计划项目1项,河南省重点科技攻关项目3项,河南省自然科学基金项目4项,开封市建委科研项目2项,以及其他横向项目多项。主要研究土的动力特性、软土地基处理及建筑复合材料。

第一章 绪论
第二章 场地、地基和基础
第三章 结构的弹性地震反应分析与抗震验算规定
3.1单自由度体系在外荷载和地面运动作用下的运动方程( 上)
3.2单自由度体系在外荷载和地面运动作用下的运动方程(下)
3.3单自由度体系运动方程的求解(上)
3.4单自由度体系运动方程的求解(下)
3.5单自由度体系在任意荷载作用下的受迫振动
3.6地震反应谱(上)
3.7地震反应谱(下)
3.8设计反应谱
3.9抗震规范中的设计反应谱
3.10多自由度体系自由振动方程及其自振频率 (上)
3.11多自由度体系自由振动方程及其自振频率 (下)
3.12多自由度体系的振型及其正交性
3.13多自由度体系的振型分解法 (上)
3.14多自由度体系的振型分解法 (下)
3.15多自由度体系的水平地震作用及效应
3.16多自由度体系的水平地震作用及效应(上)
3.17多自由度体系的水平地震作用及效应(下)
3.18竖向地震作用的计算
第四章 地震作用和结构抗震设计要点
第五章 多层和高层混凝土结构房屋抗震设计
第六章 多层砌体房屋和底部框架砌体房屋抗震设计
第七章 钢结构房屋抗震设计
第八章 结构隔震与消能减震设计基础知识