工程結構抗震分析（簡體書）

《工程結構抗震分析》可供結構工程、地震工程與防護工程、橋梁與隧道工程、巖土工程等專業研究生教學使用，亦可供從事工程結構抗震設計、科研、施工的技術人員及相關院校土木工程專業師生參考。

第1章地震的基本概念
1.1地震的成因
1.1.1地球的構造
1.1.2地震的發生過程
1.1.3地震的成因
1.2地震的活動性
1.2.1世界的地震活動
1.2.2我國的地震活動及主要特點
1.2.3地震活動性分析
1.3地震波特性
1.3.1 波動方程
1.3.2體波
1.3.3 面波
1.3.4地震波的反射與折射
1.3.5地震波的衰減
1.4地震震級與烈度
1.4.1地震觀測及震級的確定
1.4.2地震烈度與地震烈度表
1.4.3烈度的定量標準
1.4.4地震烈度的分布
1.4.5基本烈度與設防烈度
1.4.6場地因素對烈度的影響
第2章地震震害分析
2.1 引言
2.2建筑結構房屋震害
2.2.1砌體結構震害
2.2.2鋼筋混凝土結構房屋的震害
2.2.3鋼結構房屋的震害
2.2.4木結構房屋的震害
2.2.5地基基礎震害
2.3交通基礎設施震害
2.3.1道路震害
2.3.2橋梁震害
2.3.3 隧道震害
2.3.4道路與橋梁、隧道連接處震害
2.3.5機場震害
2.3.6港口震害
2.4生命線工程震害
2.4.1水利工程震害
2.4.2供水一排水系統震害
2.4.3煤氣傳輸系統和供熱系統震害
2.4.4供電系統震害
2.4.5郵電通信系統震害
2.5地震引發的地質災害
2.5.1 滑坡
2.5.2 泥石流
2.5.3 崩塌
2.5.4堰塞湖
2.5.5邊坡失穩
2.5.6地裂
2.5.7地面隆起
第3章地震動與反應譜理論
3.1 引言
3.2地震動的量測
3.2.1 強震化
3.2.2強震觀測
3.2.3 強震觀測記錄在地震工程中的應用
3.2.4強震觀測的發展方向
3.3強震動特性
3.3.1振幅
3.3.2頻譜
3.3.3持時
3.3.4地震轉動分量
3.4地震動的空間相關性
3.4.1 三維地震動的相關性與主軸
3.4.2 空間不同質點地震動相關性
3.5影響地震動特性的因素
3.5.1 影響振幅的主要因素
3.5.2影響頻譜的主要因素
3.5.3影響持時的因素
3.6地震動的估計
3.6.1三種估計途徑
3.6.2地震動的衰減規律
3.6.3無記錄地區的地震動衰減關系的估計
3.7人造地震動
3.7.1 比例法
3.7.2數值法
第4章結構抗震分析方法概述
4.1結構地震反應分析的發展過程
4.1.1靜力階段
4.1.2反應譜階段
4.1.3 隨機振動
4.1.4結構地震反應的數值分析
4.1.5非線性振動反應
4.2結構地震反應分析的力學模型
4.2.1 地面運動的簡化與地基的模型化
4.2.2結構振動形式及結構體系的模型化
4.3結構地震反應分析的發展趨勢
第5章彈性地震反應分析
5.1 引言
5.2結構運動方程的建立
5.2.1 結構的離散化方法
5.2.2建立運動方程的基本方法
5.2.3 一維地震輸入時的動力方程
5.2.4 多維地震輸入時的動力方程
5.2.5 多點地震輸入時的動力方程
5.3時域分析方法
5.3.1線性加速度方法
5.3.2 紐馬克β法與威爾遜β法
5.3.3阻尼的處理
5.4頻域分析方法
5.4.1頻域傳遞函數
5.4.2線性單自由度體系的地震反應
5.4.3線性多自由度體系的地震反應
5.5振型迭加法
5.5.1振型與自振頻率
5.5.2振型的正交性
5.5.3一般動力反應按振型的分解
5.5.4運動方程的解耦
5.5.5振型迭加法
5.5.6多維地震輸入
第6章振型分解反應譜法
6.1 引言
6.1.1概述
6.1.2基本假定
6.2反應譜分析法
6.2.1地震彈性反應譜的確定
6.2.2地震反應譜的特性
6.2.3設計反應譜
6.3單自由度體系的地震反應
6.3.1 紐馬克口法
6.3.2威爾遜0法
6.4多自由度體系的地震反應
6.4.1運動方程
6.4.2振型和自振頻率
6.4.3振型分解
6.4.4 多自由度體系振型組合
6.5地震作用
第7章靜力彈塑性分析
7.1 引言
7.2靜力彈塑性分析方法的基本原理
7.2.1 基本假定
7.2.2等效單自由度體系的建立
7.2.3 實施過程
7.2.4水平加栽模式
7.2.5結構目標位移
7.3幾種靜力彈塑性分析方法
7.3.1 能力譜方法
7.3.2等效位移系數法
7.3.3 N2方法
7.4結構構件單元介紹
7.5本章小結
第8章彈塑性動力分析
8.1 引言
8.2結構的計算模型
8.2.1 串聯多自由度體系的計算模型
8.2.2平面框架桿系模型
8.3恢復力特性曲線
8.3.1 恢復力特性曲線的形式及特性
8.3.2恢復力特性曲線的模型化
8.3.3 幾種重要的恢復力曲線模型
8.3.4雙向恢復力模型
8.4輸入地震波的選擇
8.4.1 利用強震記錄
8.4.2采用人工模擬地震波
8.5地震反應的數值分析
8.5.1 單自由度體系
8.5.2多自由度體系
8.6地震彈塑性反應譜與地震作用
第9章基于性能的抗震設計方法
9.1基于性能的抗震設計理論
9.1.1 基于性能抗震設計理論的研究內容
9.1.2基于性能抗震設計理論與現行抗震設計理論的區別與聯系
9.2基于位移的設計方法
9.2.1 基于位移的抗震設計方法概述
9.2.2按延性系數設計的方法
9.2.3能力譜法
9.2.4直接基于位移的抗震設計方法
9.2.5基于位移的結構抗震設計有待進一步解決的問題
9.3基于能量的結構抗震設計
9.3.1 基于能量的抗震設計方法概述
9.3.2基于能量的抗震分析方法原理
9.3.3基于能量的抗震設計方法的主要內容
9.3.4能量反應方程
9.3.5能量分析中的輸入地震動
9.3.6能量反應抗震設計中的破壞準則
9.3.7基于能量的抗震設計方法的特點
9.3.8存在的問題與今后的發展方向
9.4基于投資—效益準則的結構抗震設計
9.4.1投資—效益準則
9.4.2結構全壽命總費用評估
9.4.3基于投資—效益準則的結構目標性能
9.5結構分災抗震設計
第10章結構隨機地震反應分析
10.1 引言
10.2隨機過程的數字特征
10.2.1 時域數字特征
10.2.2頻域數字特征
10.2.3數字特征的運算法則
10.3線性單自由度體系
10.3.1 線性單自由度振動系統的動態特性
10.3.2輸入為平穩過程的體系反應
10.3.3輸入為非平穩過程的體系反應
10.4線性多自由度體系
10.4.1 線性多自由度振動系統的動態特性
10.4.2單輸入體系的反應
10.4.3 多輸入體系的反應
10.5非線性體系
10.5.1 單自由度體系的分析
10.5.2 多自由度體系的分析
10.6結構地震動力可靠性分析
10.6.1 結構動力可靠性分析基礎
10.6.2結構破壞準則
10.6.3基于界限破壞模式的結構可靠度計算
10.6.4基于指數破壞模式的結構可靠度計算
第11章結構的地震反應控制
11.1 引言
11.2結構地震反應主動控制
11.1.1消震
11.1.2控震
11.3結構地震反應被動控制
11.3.1減震
11.3.2隔震
參考文獻

4.1.3 隨機振動
隨著地震動加速度過程a（t）觀測記錄的積累，人們認識了它的復雜性和隨機性，從而引用了在其他學科中早已應用過的隨機過程理論來進行地震動的描述和結構地震反應的分析。
這一分析方法的特點在于它認為地震動與結構地震反應都是隨機現象，因而只能求得其統計特征，或者具有出現概率意義上的最大反應。根據這一概念，較好地處理了反應譜分析方法中的振型組合問題，并使抗震設計從安全系數法過渡到概率理論的分部系數法。近幾十年來發展起來的地震危險性分析又為抗震結構中的一些重大問題，如地震區劃、設計原則、安全與保險、社會決策等提供了理念基礎。
隨機振動理論是與反應譜理論并行的，前者從隨機觀點角度處理了反應超過給定值的概率，后者從確定性概念處理了復雜頻譜組成的地震動引起的結構反應。
4.1.4 結構地震反應的數值分析
隨著20世紀60年代前后計算機的大量普及而興起的結構反應數值分析及強震觀測記錄和震害經驗的積累，人們逐步認識到，像反應譜那樣的等效靜力法并不足以保證結構物的抗震安全，考慮全部地震動過程a（t）進行真正的結構反應動力分析，是非常必要的。1971年，在圣菲爾南多地震一周年時舉行的學術討論會中，多數人認為反應譜只談到了問題的一半，還有重要因素尚待考慮。人們在總結這次地震時（Housner and Jennings，1972），對加州抗震規范的改進就曾指出：“20年來抗震規范無大修改。現在已經到了修訂的時候了。……等效靜力法太不符合實際，不會什么時候都是有效的……結論是房屋規范應予修訂，使之更能反映強震時結構物的強度、變形和加速度。對重要結構更是如此。……高層建筑要用真正的動力分析，才是經濟的方法；重要結構亦應如此。”20世紀70年代，國內外都有了比較成熟的計算程序，現在廣泛應用于重要結構物的非線性反應分析中。
4.1.5 非線性振動反應
大約在20世紀60年代，人們認識到，對于一般房屋結構、土體結構與地基等，必須接受或利用結構體系的非線性變形來充分考慮結構物的抗震性能；紐馬克等（Newmark andRosenblueth，1971）曾將反應譜推廣到非線性反應譜。非線性的大小常常用延性系數u=εmax／εy來表示（εmax與εy分別為所考慮的整體結構或部分結構（如層間反應）最大容許變形和此變形的彈性極限值）。強調結構的延性對抗震的有利作用，強調結構變形反應，并且把它簡化成為可以在設計中采用的簡單形式，可以說是20世紀六七十年代中地震工程取得的一大進展。日本在20世紀70年代提出的二次或二級設計法，更進一步在抗震規范中以明顯的變形公式出現，與強度（力）并列，表現了設計分析的實質。只有在非線性的時程反應分析中，人們才真正考慮到地震動的作用是一個振動過程，而不是一個施加于結構上的等效靜力。因而必須考慮地震動過程a（t）或其三要素，即振幅、頻譜和持時。這時，才可以說地震反應分析進人了動力階段。
非線性反應分析雖然已取得了重要成果，但是結構物的振動破壞機制有許多問題尚待研究。