1、建筑结构抗震与防灾教学大纲李双营2012.3青海民族大学建筑结构抗震与防护教学大纲学时：42 学分：3理论学时：42 设计学时：适用专业：土木工程 大纲执笔人：李双营 大纲审定人： 一、 课程性质及与其他课程的分工与联系地震是一种自然灾害，强烈地震会造成建筑物倒塌或损坏，中国是一个多地震的国家，所以工程结构抗震是土木工程专业一门重要的专业课。本课程的目的是介绍地震作用的基本原理及结构抗震的设计方法，使学生掌握结构抗震的基本理论及设计方法本课程是土木工程主干专业选修课之一，是理论联系实践的工程类课程。它的先行课程是结构力学、结构动力学，土力学、房屋建筑学、钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构等，它的
2、内容与多门结构课程联系紧密，也是工作中应用最多、最广的专业知识。二、课程教学目标与基本要求(一)本课程的教学目标: 本课程的目标是使学生具有一定的抗震设计理论基础，掌握抗震设计原理及现行规范规定的抗震设计方法。具体为：了解建筑结构在地震作用下的反应，掌握建筑结构抗震设计的基本要求和原则，能够进行建筑结构地震作用和地震作用效应的计算，抗震承载力和变形验算，掌握不同类型结构的抗震设计方法和抗震构造措施，从而正确地进行建筑结构的抗震设计。(二)基本要求1、掌握三水准、两阶段的抗震设防目标和抗震设计方法；2、能计算通常建筑结构所受地震作用和地震作用效应；3、能对建筑结构所受的震害进行初步的分析；4、能
3、进行通常建筑结构的抗震计算；5、掌握常见建筑结构形式，应采取的抗震构造措施。本课程的基本任务，是在扼要介绍地震荷载，讲述清楚建筑抗震设计规范 GB50011-2001 的二阶段设计思想的基础上，力求联系设计实际，使学生在修完本课程之后，不仅对规范中推荐的地震反应分析方法有一个基本的了解，而且能初步掌握实际的抗震设计过程和方法，锻炼学生的实际设计能力，提高学生的今后和适应能力。三、本课程的教学大纲与体系（一）教学内容与大纲基本要求第 1 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 抗震设计的总体要求本章重点: 工程抗震设防要求，抗震设计方
4、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 2 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2.3 地基土液化及其防治本章重点: 我国现行规范规定的场地分类方法，场地类别的确定方法；地基的抗震设计原则，地基土
5、抗震承载力计算及验算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列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，能够利用已知钻孔资料确定场地的类别；2理解地基抗震设计的原则，并能够进行地基土抗震承载力验算；3理解地基土液化原理及其危害，能够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 3 章 结构地震反应分析及抗震验算3.1 概述3.2 单自由度体系的弹性地震反应分析3.3 单自由度体系的水平地震作用与反应谱3.4 多自由度弹性体系的地震反应分析3.5 多自
6、由度弹性体系的最大地震反应与水平地震作用3.6 竖向地震作用3.7 结构平扭耦合地震反应与双向水平地震影响3.8 结构非弹性地震反应分析（选讲）3.9 结构抗震验算本章重点：1.地震作用的概念，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，多自由度弹性体系的地震反应分析方法：振型分解法；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；竖向地震验算的范围及其方法；2.平扭耦合体系地震作用的确定方法；结构抗震验算方法。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，
7、设计反应谱的理解与应用，多自由度弹性体系的地震分析方法，振型分解法，振型分解反应谱法和底部剪力法的理解与应用，平扭耦合体系地震作用的确定方法。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理解多自由度弹性体系地震反应分析的方法，理解振型分解反应谱法和底部剪力法的应用条件及方法，了解结构基本周期的近似计算方法；4掌握现行规范规定的竖向地震验算的范围和方法，掌握结构抗震验算方法并能够对具体结构进行抗震验算。第 4 章 结构抗震概念设计4.1 选
8、择有利于抗震的场地4.2 选择有利的房屋抗震体型4.3 进行合理的抗震结构布置4.4 选择合理的结构材料本章重点：1.建筑抗震设防分类及抗震设防标准、地震作用的计算、结构抗震验算。2.抗震概念设计本章难点：抗震概念设计理念基本要求：1.掌握建筑抗震设防分类及抗震设防标准，了解小震、中震、大震的概念。2.了解抗震概念设计理念。3.掌握地震作用计算的计算原则、地震作用计算方法的适用范围、重力荷载代表值的计算、突出屋面小房间的地震作用的计算、楼层地震剪力的分配、竖向地震作用计算的范围，了解考虑扭转影响的计算方法、楼层最小地震剪力的规定、地基与结构相互作用的考虑、竖向地震作用的计算方法。4.掌握截面强
9、度抗震验算、抗震变形验算、楼层屈服强度系数的定义与意义、结构薄弱层的位置。第 5 章 多层砌体结构抗震设计5.1 多层砌体结构的震害特点5.2 多层砌体结构选型与布置5.3 多层砌体结构的抗震计算5.4 多层砌体结构抗震构造措施5.5 底部框架砌体房屋抗震设计本章重点：1.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。2.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：1.多层砌体结构的震害规律，多层砌体结构的选型与布置。2.多层砌体结构的抗震计算
10、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，并了解和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掌握多层砌体结构抗震计算的方法，能够对具体结构进行墙体抗震强度验算，掌握砌体结构通常的抗震构造措施。第 6 章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计6.1 多高层钢筋混凝土结构的震害及其分析6.2 选型、结构布置和设计原则6.3 钢筋混凝土框架结构的抗震设计6.4 抗震墙结构的抗震设计6.5 框架-抗震墙结构的抗震设计6.6 高强混凝土结构的抗震设计要求本章重点：
11、1.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；2.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）；3.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：1.钢筋混凝土不同结构形式的震害特点及其规律的理解；2.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。3.“强柱弱梁、强减弱弯、强节点弱构件”等抗震概念设计方
12、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，掌握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抗震墙结构抗震设计要点及地震验算方法，掌握考虑抗震概念设计时抗震墙结构的截面设计要点和构造调整，掌握框架-抗震墙结构的抗震设计方法。第 7 章 多高层建筑钢结构抗震设计7.1 多高层钢结构主要震害特征7.2 多高层钢结构的选型
13、与结构布置7.3 多高层钢结构的抗震概念设计7.4 多高层钢结构的抗震计算要求7.5 多高层钢结构抗震构造要求（自学）本章重点：多高层钢结构的主要震害特征，现行规范规定的结构选型和结构布置一般规定，多高层钢结构的抗震计算要求。本章难点：多高层钢结构的主要震害特征，结构选型与结构布置方案。基本要求：1.掌握多高层钢结构的主要震害特征2.掌握多高层钢结构的选型与结构布置方法，掌握现行规范规定抗震设计要求，了解多高层钢结构抗震构造措施。第 8 章 结构隔震、消能和减震控制81 结构隔震、消能和减震控制总论82 结构隔震83 结构消能减震本章重点：基础隔震体系的减震机理、工作特性和适用范围， ，基础隔
14、震计算的简化方法水平向减震系数法；本章难点：夹层橡胶垫形状系数、轴压承载力、剪压承载力及水平剪切变形、受拉承载力、水平刚度、竖向刚度和竖向位移的确定方法及主要影响因素。基本要求：1.了解基础隔震体系的减震机理、工作特性和适用范围；2.了解夹层橡胶垫形状系数、轴压承载力、剪压承载力及水平剪切变形、受拉承载力、水平刚度、竖向刚度和竖向位移的确定方法及主要影响因素。3.掌握基础隔震计算的简化方法水平向减震系数法；4.了解隔震设计的要点和构造措施。5.了解结构性能减震的概念、方法、手段、优越性和应用范围；了解结构性能减震的设计参数确定和设计要点；了解粘弹性阻尼器和粘滞性阻尼器的减震机理；了解消能减震结
15、构的设计要点和设计步骤。 第 9 章 建筑结构抗风设计9.1 建筑结构抗风基本知识9.2 高层结构抗风设计9.3 高耸结构抗风设计9.4 结构抗风设计的发展方向本章重点：大气层、风的分类，风力等级与风速的关系本章难点：梯度风高度的概念,风荷载的计算原理和计算方法。基本要求：1.了解大气层、风的分类，了解风力等级与风速的关系。2.掌握梯度风高度的概念，了解风致结构破坏现象。3.理解风压与风速关系的推导过程掌握风荷载的计算原理和计算方法，了解结构顺风向设计和横风向风振。 第 10 章 建筑结构抗火设计10.1 火灾及其成因10.2 结构抗火设计的一般原则和方法10.3 建筑材料的高温性能10.4
16、结构构件的耐火性能10.5 钢筋混凝土抗火计算与设计本章重点：火灾的发生、发展及其对结构的影响，本章难点：掌握混凝土、钢筋、结构钢的高温性能，基本要求;1.了解火灾的发生、发展及其对结构的影响，了解建筑防火的主要技术措施，了解结构构件抗火设计的一般步骤；2.掌握混凝土、钢筋、结构钢的高温性能，了解建筑物的耐火等级，了解构件和结构的耐火极限及其主要影响因素；3.掌握钢筋混凝土轴心受压构件、受剪构件、偏心受力构件火灾高温下的受力特点和承载力计算的基本方法，了解轴心受压钢构件、钢梁、钢柱火灾高温下的受力特点和计算方法。四、参考书目使用教材：建筑结构抗震与防灾 刘海卿等编著 高等教育出版社主要参考书： 中华人民共和国国家标准建筑抗震设计规范(GB50011-2001)结构抗震设计 尚守平主编 高等教育出版社房屋建筑抗震设计 戴国莹 王亚勇主编 中国建筑工业出版社建筑结构抗震设计 李国强等编著 中国建筑工业出版 4社
