結(jié)構(gòu)多維抗震理論

前言
第一章 多維地震動(dòng) 1
1．1 地震成因 1
1．1．1 地震內(nèi)部構(gòu)造 1
1．1．2 地震類型 2
1．1．3 地震成因 2
1．2 地震名詞解釋 3
1．3 等高線和烈度區(qū)劃圖 6
1．4 地震的破壞現(xiàn)象 8
1．5 中國(guó)地震特點(diǎn) 10
1．5．1 中國(guó)的地震災(zāi)害10
1．5．2 中國(guó)的地震分布 12
1．6 地震動(dòng)概說(shuō) 13
1．6．1 體波 13
1．6．2 面波 4
1．7 地震動(dòng)特性 16
1．7．1 地震動(dòng)幅值特性 16
1．7．2 地震動(dòng)頻譜特性 18
1．7．3 地震動(dòng)持時(shí)特性 19
1．8 地震動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)分量的研究現(xiàn)狀 21
1．8．1 引言 21
1．8．2 轉(zhuǎn)動(dòng)分量的彈性波動(dòng)理論法 21
1．8．3 轉(zhuǎn)動(dòng)分量的兩點(diǎn)差法 27
1．8．4 轉(zhuǎn)動(dòng)分量的強(qiáng)震觀測(cè) 27
1．8．5 小結(jié) 28
1．9 地震動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)分量的時(shí)程28
1．9．1 體波情況 28
1．9．2 面波情況35
1．9．3 地震動(dòng)分量的坐標(biāo)變換 45
1．10 地震動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)分量的試驗(yàn)驗(yàn)證 46
1．10．1 試驗(yàn)方案 46
1．10．2 試驗(yàn)過(guò)程 49
1．10．3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與分析 50
1．11 地震動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)分量的隨機(jī)模型 51
1．11．1 體波情況 51
1．11．2 面波情況 55
參考文獻(xiàn) 57
第二章 多維地震動(dòng)作用下的偏心結(jié)構(gòu)彈性扭轉(zhuǎn)振動(dòng) 60
2．1 引言 60
2．2 具有剛性樓蓋結(jié)構(gòu)的平扭耦聯(lián)振動(dòng) 60
2．2．1 單層結(jié)構(gòu)體系 60
2．2．2 多層結(jié)構(gòu)體系 68
2．2．3 振型和振型參與系數(shù) 76
2．3 彈性樓蓋簡(jiǎn)單體型結(jié)構(gòu)的平扭耦聯(lián)振動(dòng) 78
2．3．1 結(jié)構(gòu)振動(dòng)模型 78
2．3．2 振動(dòng)方程 79
2．3．3 振型和振型參與系數(shù) 81
2．4 彈性樓蓋復(fù)雜體型結(jié)構(gòu)的平扭耦聯(lián)振動(dòng) 82
2．4．1 結(jié)構(gòu)振動(dòng)模型 82
2．4．2 振動(dòng)方程 83
2．4．3 振型和振型參與系數(shù) 85
2．5 自由振動(dòng)的近似計(jì)算 86
2．5．1 瑞利法（能量法） 86
2．5．2 瑞利-里茲法 94
2．5．3 矩陣迭代法 98
2．5．4 雅可比迭代法 106
2．5．5 子空間迭代法 109
2．6 地震反應(yīng)計(jì)算 110
2．6．1 振型分解法 110
2．6．2 逐步積分法 110
2．7 偏心結(jié)構(gòu)的數(shù)值計(jì)算122
參考文獻(xiàn) 124
第三章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)多維彈塑性地震反應(yīng) 125
3．1 引言 125
3．2 構(gòu)件分析的塑性力學(xué)模型-微觀有限元方法 125
3．2．1 本構(gòu)關(guān)系的建立 125
3．2．2 數(shù)值計(jì)算中的若干問(wèn)題 131
3．2．3 數(shù)值算例 133
3．3 構(gòu)件分析的柱端彈簧模型-宏觀有限元方法 134
3．4 改進(jìn)的柱端彈簧模型139
3．4．1 試驗(yàn)研究 139
3．4．2 改進(jìn)的多彈簧模型 147
3．4．3 桿件單元的彈塑性剛度矩陣 150
3．4．4 模型的試驗(yàn)驗(yàn)證 154
3．5 整體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力分析 155
3．5．1 桿件單元坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換 155
3．5．2 考慮樓板平面內(nèi)無(wú)限剛性的結(jié)構(gòu)振動(dòng)方程 157
3．5．3 單位位移函數(shù) 157
3．5．4 程序的編制 159
3．5．5 結(jié)構(gòu)的彈塑性地震反應(yīng)分析 162
參考文獻(xiàn) 164
第四章 鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)多維彈塑性地震反應(yīng)166
4．1 引言 166
4．2 現(xiàn)有混凝土剪力墻的彈塑性分析方法 166
4．2．1 微觀方法的分析模型 166
4．2．2 宏觀方法的分析模型 169
4．2．3 幾點(diǎn)討論 172
4．3 混凝土剪力墻擬靜力試驗(yàn) 173
4．3．1 試驗(yàn)概況 173
4．3．2 試件破壞過(guò)程及分析 176
4．3．3 試件的滯回特性分析179
4．3．4 剪力墻的受力性能及規(guī)律 182
4．4 改進(jìn)的混凝土剪力墻宏觀力學(xué)模型 183
4．4．1 改進(jìn)的宏觀力學(xué)模型 183
4．4．2 模型的驗(yàn)證 188
4．4．3 混凝土剪力墻恢復(fù)力模型的選取 192
4．5 斜支撐鋼筋混凝土剪力墻抗震性能試驗(yàn)及計(jì)算公式 194
4．5．1 研究背景 194
4．5．2 試驗(yàn)內(nèi)容 195
4．5．3 試驗(yàn)加載裝置與測(cè)試系統(tǒng) 199
4．5．4 試驗(yàn)結(jié)果與分析 201
4．5．5 剪力墻承載力計(jì)算方法及變形性能分析 216
4．5．6 小結(jié) 221
4．6 框-剪結(jié)構(gòu)模型的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn) 221
4．6．1 模型試驗(yàn)理論基礎(chǔ) 222
4．6．2 模型設(shè)計(jì) 226
4．6．3 模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn) 228
4．6．4 框-剪結(jié)構(gòu)理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較 233
4．7 整體結(jié)構(gòu)多維彈塑性地震反應(yīng)分析 236
4．7．1 多維地震動(dòng)輸入下對(duì)稱結(jié)構(gòu)的彈塑性反應(yīng) 237
4．7．2 單雙向地震動(dòng)輸入下非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的彈塑性反應(yīng) 243
4．7．3 關(guān)于影響結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的主要參數(shù)研究 246
參考文獻(xiàn) 253
第五章 多維地震動(dòng)作用下基于性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法256
5．1 引言 256
5．2 性能設(shè)計(jì)理論的基本框架 257
5．2．1 地震設(shè)防水準(zhǔn) 258
5．2．2 結(jié)構(gòu)抗震性能水準(zhǔn) 258
5．2．3 基于結(jié)構(gòu)性能的抗震設(shè)計(jì)方法和流程260
5．2．4 基于性能抗震設(shè)計(jì)理論的特點(diǎn) 260
5．3 單向地震作用的能力譜方法 261
5．3．1 性能設(shè)計(jì)的能力譜方法分析步驟 261
5．3．2 關(guān)于靜力推覆分析方法的討論 263
5．3．3 利用規(guī)范反應(yīng)譜建立需求譜的方法 264
5．3．4 利用能力譜方法對(duì)結(jié)構(gòu)地震損傷評(píng)估的簡(jiǎn)化方法 269
5．4 基于地震作用最不利方向的雙向能力譜方法 275
5．4．1 雙向地震作用下的結(jié)構(gòu)推覆分析 275
5．4．2 雙向能力譜方法的損傷評(píng)估方法 276
5．4．3 計(jì)算實(shí)例與分析 277
5．5 多維能力譜方法 283
5．5．1 多維能力譜法的特點(diǎn) 283
5．5．2 多維能力譜法的基本步驟 285
5．5．3 計(jì)算實(shí)例與分析 286
參考文獻(xiàn) 291
第六章 結(jié)構(gòu)多維隨機(jī)地震反應(yīng)293
6．1 引言 293
6．2 隨機(jī)振動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí) 293
6．2．1 隨機(jī)過(guò)程 293
6．2．2 隨機(jī)過(guò)程的概率結(jié)構(gòu) 294
6．2．3 隨機(jī)過(guò)程的數(shù)值特征 294
6．2．4 常用的數(shù)字特征運(yùn)算規(guī)則 300
6．2．5 譜參數(shù)及其物理意義302
6．2．6 幾種重要的隨機(jī)過(guò)程 304
6．3 幾種主要的地震動(dòng)隨機(jī)過(guò)程模型 307
6．4 多維地震動(dòng)作用下結(jié)構(gòu)的隨機(jī)反應(yīng) 312
6．4．1 多維隨機(jī)振動(dòng)的振型分解法 313
6．4．2 多維隨機(jī)振動(dòng)的振型加速度法 314
6．5 地震動(dòng)各分量間的譜矩陣 317
6．6 結(jié)構(gòu)動(dòng)力可靠性分析321
參考文獻(xiàn) 322
第七章 高層建筑與高聳結(jié)構(gòu)在水平與搖擺地震動(dòng)作用下的隨機(jī)反應(yīng) 324
7．1 引言 324
7．2 可連續(xù)化的高層建筑與高聳結(jié)構(gòu) 324
7．2．1 結(jié)構(gòu)振動(dòng)方程 324
7．2．2 振動(dòng)方程的解耦 325
7．2．3結(jié)構(gòu)均方反應(yīng) 326
7．2．4 例子 327
7．3 輸電塔高聳結(jié)構(gòu) 328
7．3．1 縱向地震動(dòng)作用情形 329
7．3．2 側(cè)向地震動(dòng)作用情形 332
參考文獻(xiàn) 333
第八章 結(jié)構(gòu)多維抗震設(shè)計(jì)的反應(yīng)譜方法 334
8．1 問(wèn)題的提出 334
8．2 地震反應(yīng)譜和設(shè)計(jì)反應(yīng)譜 334
8．2．1 地震反應(yīng)譜 334
8．2．2設(shè)計(jì)反應(yīng)譜 340
8．3 雙向地震作用的彈塑性反應(yīng)譜 344
8．3．1 單向地震作用的彈塑性反應(yīng)譜 344
8．3．2 雙向地震作用彈塑性反應(yīng)譜 366
8．4 單分量輸入下的振型分解反應(yīng)譜法 380
8．4．1 忽略各振型間相關(guān)性的方法 380
8．4．2 考慮各振型相關(guān)性的方法 381
8．5 多分量輸入下的反應(yīng)譜法385
8．5．1 一般組合公式 385
8．5．2 僅考慮雙向水平與扭轉(zhuǎn)輸入的公式 387
S．5．3 多維振型分解反應(yīng)譜法的解析表達(dá) 392
參考文獻(xiàn) 414
第九章 大跨度結(jié)構(gòu)考慮多維多點(diǎn)輸入的抗震計(jì)算方法 417
9．1 多維多點(diǎn)激勵(lì)的反應(yīng)譜法 417
9．1．1 運(yùn)動(dòng)方程及其解答 417
9．1．2 既有的反應(yīng)譜分析方法 420
9．2 多維多點(diǎn)激勵(lì)的時(shí)程分析法 424
9．3 多維多點(diǎn)激勵(lì)的隨機(jī)振動(dòng)分析法 424
9．3．1 虛擬激勵(lì)法原理簡(jiǎn)介 425
9．3．2 地震動(dòng)空間相關(guān)模型 426
9．3．3 虛擬激勵(lì)法用于多點(diǎn)平穩(wěn)隨機(jī)激勵(lì) 431
9．4 三種抗震計(jì)算方法比較 433
9．5 需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題 434
參考文獻(xiàn) 435
附錄A 試件圖集 437
附錄B 相關(guān)函數(shù)的傅里葉變換 448
附錄C 公式 449
附錄D 反應(yīng)譜的數(shù)字計(jì)算法-精確法 450
附錄E 相關(guān)系數(shù)公式推導(dǎo) 453