《工程结构抗震设计》教学大纲

英文名称:Seismic design of structures

学分:2学分  学时:32学时  理论学时:32学时  

教学对象:土木工程专业

先修课程:建筑材料、结构力学、混凝土结构、砌体结构设计

 

教学目的:

本课程是土木工程专业本科生的专业课,是学生从事本专业的科研、生产、管理工作必备的理论基础。通过本课程的学习,使学生了解地震基本知识,掌握工程结构抗震设防目标和抗震设计基本要求、地震作用和结构抗震验算方法、常规建筑结构抗震设计原理、步骤和构造措施,能够按照《建筑抗震设计规范》的要求进行结构抗震设计,了解国内外结构抗震理论的最新动态,为今后开展结构抗震设计、抗震鉴定与加固、工程施工与管理等工作打下坚实的理论基础。

 

教学要求:

本课程的教学与学习应以《建筑抗震设计规范》的正确应用为目标,要求学生理解地震震害产生的原因及影响因素,掌握结构抗震设计的基本原理、要求、方法和步骤,特别是准确理解地震反应谱的基本概念和规范谱的取值,能够熟练运用反应谱法进行结构地震反应分析和抗震验算,熟悉结构地震反应电算方法和步骤,初步具备多层和高层钢筋混凝土房屋、砌体房屋、底部框架或内框架房屋、钢结构房屋、单层工业厂房等常规建筑结构抗震设计的能力。

 

教学内容:

第一章  绪论(4学时)

1.工程地震学的基本概念和基本内容;

2.结构抗震设防目标和抗震设计适用范围;

3.抗震设计基本要求。

基本要求:

了解和掌握地震产生的原因、地震波的特征及其传播、地震震级和地震烈度划分、地震作用及其震害的产生、抗震设防的目标和工程防震减灾对策、结构概念设计、结构抗震措施等内容

    点:

地震的强度指标、震害机制、多级抗震设防思想、概念设计是本章学习的重点。

    点:

本章的难点在于结构概念设计的理解和应用,如场地与地基的选择和处理、结构规则性考虑、结构体系布置、非结构构件的设计等。

 

第二章  场地、地基和基础(4学时)

1.建筑场地的选择与类别划分;

2.天然地基基础抗震设计;

3.液化判别方法和软土地基处理措施;

4.桩基础设计。

基本要求:

    了解和掌握建筑抗震有利、不利和危险地段的划分标准,建筑场地的分类、影响因素和划分方法,砂土液化的机制和判别方法,抗液化措施,建筑基础抗震设计方法。

    点:

建筑场地类别划分标准与方法、砂土液化判别与措施、建筑基础抗震设计要求是学习的重点。

    点:

砂土液化及其液化等级的判别。

 

第三章  地震作用和抗震验算(12学时)

1.结构地震反应分析方法及其适用范围;

2.地震影响系数曲线的含义和使用方法;

3.水平地震作用计算——底部剪力法、振型分解反应谱法;

4.竖向地震作用计算;

5.截面抗震验算;

6.抗震变形验算。

基本要求:

    了解底部剪力法、振型分解反应谱法、时程分析法的适用范围,掌握地震影响系数曲线的基本概念和使用方法、水平和竖向地震作用的计算方法、截面和变形抗震验算的步骤与方法。

    点:

地震影响系数的确定、底部剪力法、振型分解反应谱法、截面和变形验算。

    点:

底部剪力法、振型分解反应谱法。

 

第四章  多层和高层钢筋混凝土房屋抗震设计(4学时)

1.多层和高层钢筋混凝土房屋抗震设计的一般规定;

2.多层和高层钢筋混凝土房屋抗震计算要点;

3.多层和高层钢筋混凝土房屋结构抗震构造措施。

基本要求:

    了解多层和高层钢筋混凝土房屋的结构类型和最大适用高度,掌握现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级等结构抗震设计的一般规定,钢筋混凝土结构构件组合内力的调整方法,构件截面、变形、节点核心区的抗震验算方法与步骤,抗震构造措施规定。

    点:

钢筋混凝土结构构件组合内力设计值计算、结构抗震验算方法。

    点:

框架节点核心区的抗震验算方法。

 

第五章  多层砌体房屋抗震设计(2学时)

1.多层砌体房屋抗震设计的一般规定;

2.多层砌体房屋抗震计算要点;

3.多层砌体房屋抗震构造措施;

基本要求:

    了解多层砌体房屋层数和总高度限值、房屋最大高宽比、房屋抗震横墙最大间距、房屋局部尺寸限值等方面的规定,掌握各类砌体抗震抗剪强度设计值的确定方法、墙体截面抗震受剪承载力验算方法、多层砌体房屋抗震构造措施规定。

    点:

墙体截面抗震受剪承载力验算方法。

    点:

无。

 

第六章  结构抗震理论的发展动态(2学时)

1.结构抗震性能识别和非线性地震反应分析;

2.结构抗震控制方法;

3.基于性能的结构抗震设计思想;

4.结构地震可靠性、优化与设防标准。

基本要求:

    了解工程结构抗震理论的最新发展、结构抗震实践的范例,开阔视野,启发思路,为进一步学习抗震理论和从事抗震实践提供基础。

    点:

结构抗震理论的最新进展。

    点:

无。

 

第七章  上机与实验学时(4学时)

1BISPEC的功能与使用;

2.地震模拟振动台实验。

基本要求:

    了解BISPEC软件的基本功能和使用方法,利用该软件计算地震反应谱、时程分析等,使学生深化结构抗震设计理论与方法,熟悉结构电算方法;了解基本的结构动态实验手段,熟悉振动台实验的基本原理和主要步骤,使学生通过结构模型实验加深对结构地震反应规律和地震破坏实质的认识。

    点:

BISPEC软件的应用、振动台实验方法。

    点:

结构模型实验的动力相似原理。

 

参考教材:

1. 陈国兴等,工程结构抗震设计原理,2002

2. 中华人民共和国国家标准,建筑抗震设计规范,GB50011-2001

3. 朱伯龙,张琨联,建筑结构抗震设计原理,1994

4. 大岐顺彦,振动理论,1990

附件 (2012-12-14 10:27:29)