课程概述

《工程结构抗震》课程是土木工程专业重要的学科方向专业课之一。该课程内容丰富，理论严谨，实用性强，主要讲授地震工程学的基本知识、地震作用的计算方法以及常见结构体系的抗震设计理论与构造措施。旨在帮助学习者建立地震基本知识、地基基础抗震、地震作用计算原理的基本概念和基本理论，重在工程能力的培养。

西安建筑科技大学结构工程学科是全国重点学科，《工程结构抗震》则是支持该学科的最主要课程之一。自建校以来，该课程一直是我校最优秀的课程之一。此在线课程由长期从事结构工程专业一线教学的骨干教师合力打造，课程组织注重课堂教学内容的逻辑性和科学性，通俗易懂，概念讲解清晰，难点和重点突出，理论联系实际。

课程团队中主讲教师马乐为老师个人教学风格鲜明生动，在喜马拉雅主播《抗震结构设计》，深受学生和同事的好评。主讲教师丁怡洁老师曾荣获陕西省第四届高等学校青年教师教学竞赛工科组一等奖第一名，以及西安建筑科技大学优秀主讲教师奖。希望通过我们团队的努力，能够让走进课堂的你获得真实的收获！

证书要求

1. 完成本课程所有章节的学习；

2. 线上学习成绩由线上课堂讨论成绩（占50%）和总测试成绩（占50%）组成；

3. 参与课堂讨论，积极发帖，在“课堂讨论”中回复的数量达到25次以上，且在“课堂讨论”中回复内容被赞的数量达到15次以上，即可得课堂讨论成绩满分；

3. 总测试成绩由每章节测试成绩（占50%）和期末考试成绩（占50%）组成。



预备知识

《工程数学》、《材料力学》、《理论力学》、《结构力学》、《土力学与基础工程》、《混凝土结构》、《砌体结构》、《钢结构》等

授课大纲

绪论

1. 了解地震的成因、类型、特点以及地震波、震级、烈度、设计基本地震加速度、特征周期和设计地震分组等概念。2. 了解地震的活动性与地震的破坏现象。3. 理解“三烈度水准”设防目标及“二阶段”抗震设计方法。4. 了解抗震设计的基本要求。

课时

  • 1.1 不应忘却的大地震
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  • 1.2 地震与地震动
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  • 1.3 地震及其成因
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  • 1.4 地震波
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  • 1.5 地震强度与地震区划
    • ,
  • 1.6 工程结构抗震设计原则和方法

场地、地基和基础

1. 理解工程地质条件对结构震害的影响，掌握场地与场地土的概念，掌握场地与场地土的分类以及场地性质对结构抗震能力的影响。2. 掌握天然地基、基础的抗震验算方法，砂土液化的概念与判别方法。3. 理解可液化地基与软弱地基的抗震措施。

课时

  • 2.1 场地
    • ,
  • 2.2 天然地基与基础的抗震验算
    • ,
  • 2.3 液化土与软土地基（1）地基土的液化
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  • 2.4 液化土与软土地基（2）液化判别
    • ,
  • 2.5 液化土与软土地基（3）抗液化措施
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结构地震反应分析与抗震验算

1. 理解和掌握结构的动力特性及地震反应的概念。2. 理解和掌握反应谱的概念，地震系数、动力系数、地震影响系数、重力荷载代表值的概念与表达式。3. 理解和掌握振型分解的概念，掌握用振型分解反应谱法计算多自由度弹性体系地震反应的方法。4. 理解和掌握结构自振频率和周期的实用计算方法，掌握用底部剪力法计算水平地震作用和竖向地震作用的方法。5. 理解结构的扭转效应及地基与结构相互作用的概念。6. 理解和掌握结构构件抗震承载力验算、多遇地震下结构抗震变形验算及罕遇地震下结构抗震变形验算的概念与方法。

课时

  • 3.1 概述
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  • 3.2 单自由度弹性体系的地震反应分析
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  • 3.3 单自由度弹性体系的水平地震作用及其反应谱（1）地震反应谱
    • ,
  • 3.4 单自由度弹性体系的水平地震作用及其反应谱（2）标准反应谱
    • ,
  • 3.5 单自由度弹性体系的水平地震作用及其反应谱（3）设计反应谱
    • ,
  • 3.6 多自由度弹性体系地震反应分析的振型分解法（1）自由振动
    • ,
  • 3.7 多自由度弹性体系地震反应分析的振型分解法（2）振型分解法
    • ,
  • 3.8 多自由度体系的水平地震作用（1）振型分解反应谱法
    • ,
  • 3.9 多自由度体系的水平地震作用（2）底部剪力法
    • ,
  • 3.10 结构的地震扭转效应
    • ,
  • 3.11 竖向地震作用
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  • 3.12 时程分析
    • ,
  • 3.13 建筑结构抗震验算

建筑抗震概念设计

1. 理解结构抗震概念设计的概念。2. 理解建筑场地选择的要求和意义。3. 理解建筑平立面布置及结构选型与结构布置的要求和意义。4. 理解设置多道抗震防线的必要性及抗震防线的选取原则。5. 理解刚度、承载力和延性匹配的意义及要求。6. 理解保证结构整体性的意义与要求以及非结构构件的处理措施等。

课时

  • 4.1 概述
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  • 4.2 建筑的平立面布置（1）建筑的平、立面布置
    • ,
  • 4.3 建筑的平立面布置（2）房屋的高度和高宽比、防震缝的合理设置
    • ,
  • 4.4 结构布置原则
    • ,
  • 4.5 多道抗震防线、刚柔结合

多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计

1. 理解钢筋混凝土框架房屋的震害特点及其分析方法。2. 理解钢筋混凝土框架房屋的建筑平面及结构方案的确定原则。3. 掌握钢筋混凝土框架房屋的抗震等级划分、地震作用计算方法、内力分析与组合方法。4. 理解和掌握钢筋混凝土框架房屋“强柱弱梁、强剪弱弯、节点验算”的概念和梁、柱、节点的抗震设计方法。5. 理解和掌握钢筋混凝土框架房屋常用抗震构造措施。

课时

  • 5.1 概述
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  • 5.2 抗震设计的一般要求
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  • 5.3 框架内力与位移计算
    • ,
  • 5.4 钢筋混凝土框架结构构件设计（1）框架梁截面设计
    • ,
  • 5.5 钢筋混凝土框架结构构件设计（2）框架柱截面设计
    • ,
  • 5.6 钢筋混凝土框架结构构件设计（3）框架节点抗震设计

多层砌体结构房屋的抗震设计

1. 理解多层砌体结构房屋的震害特点及分析方法。2. 理解多层砌体结构房屋的建筑平面及结构方案的确定原则。3. 掌握多层砌体结构房屋横向、纵向水平地震作用的计算方法，底部剪力法及墙体承载力计算方法。4. 理解和掌握多层砌体结构房屋的常用抗震构造措施。

课时

  • 6.1 概述
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  • 6.2 结构方案与结构布置
    • ,
  • 6.3 多层砌体房屋抗震计算
    • ,
  • 6.4 算例

单层钢筋混凝土厂房的抗震设计

1. 理解单层钢筋混凝土厂房的震害及其分析方法。2. 理解单层钢筋混凝土厂房结构方案的确定原则。3. 理解和掌握计算单层钢筋混凝土厂房横向水平地震作用的计算简图及自振周期的计算方法，地震作用计算方法，排架内力分析方法，排架柱内力修正的概念和方法。4. 了解单层钢筋混凝土厂房纵向水平地震作用的计算。5. 理解和掌握单层钢筋混凝土厂房的抗震构造措施。

课时

  • 7.1 震害分析及结构布置、构造措施（1）横向地震作用下厂房主体结构的震害分析
    • ,
  • 7.2 震害分析及结构布置、构造措施（2）纵向地震作用下厂房主体结构的震害分析
    • ,
  • 7.3 单层厂房的横向抗震计算（1）计算简图和重力荷载代表值的计算
    • ,
  • 7.4 单层厂房的横向抗震计算（2）水平地震作用、排架内力分析及柱截面验算
    • ,
  • 7.5 单层厂房的纵向抗震计算

参考资料

1. 王社良. 抗震结构设计（第4版），武汉理工大学出版社，2011

2. 胡聿贤. 地震工程（第2版），北京：地震出版社，2006

3. 建筑抗震设计规范（GB50011-2010），北京：中国建筑工业出版社，2016

4. 岩土工程勘察规范（GB50021-2001），北京：中国建筑工业出版社，2009

5. 中国地震动参数区划图（GB18306-2015），北京：中国建筑工业出版社，2015

6. 建筑工程抗震设防分类标准（GB50223-2008），北京：中国建筑工业出版社，2008

7. Anil K. Chopra. Dynamics of Structures Theory and Applications to Earthquake Engineering (Fourth Edition)，New Jersey：Prentice Hall，2012

8. Williams A. Seismic design of buildings and bridges，中国水利水电出版社，2002