1.考试类型::闭卷考试
2.成绩评定:考试成绩占70%;平时成绩(包括作业、出勤等),占30%。
《结构抗震设计》课程教学大纲
一、课程名称:结构抗震设计
课程代码:02181204125
课程负责人:王志美
二、学时与学分:40课时,3.5学分
三、课程性质:必修
四、适用专业:土木工程(房屋建筑工程方向)
五、使用教材
段旻编.结构抗震设计.武汉大学出版社,2015
六、参考书目
郭继武编.建筑抗震设计.中国建筑工业出版社,2009
七、开课单位:土木工程学院
八、课程目的和任务
《结构抗震设计》是高等学校土木工程专业一门重要的学科方向专业课,也是一门理论性和实践性很强的专业限选课。
目的和任务:通过本课程的学习,使学生掌握地震的有关知识、地基基础抗震,地震作用计算原理的基本概念、基本理论和计算方法等,培养学生具有一定工程结构抗震设计计算能力,掌握建筑结构抗震设计的基本原理与方法,以便将来能够从事一般建筑工程的抗震设计工作并未后续选修课的学习和毕业设计打下基础。
九、课程的教学基本要求
1课堂授课
教学方法:第1、2、4~6章以课堂教学为主,第3章安排一定学时组织学生自学和课堂讨论。
2作业方面
作业习题随堂布置,习题数量随课堂内容而定,定期讲解作业习题,以便结合习题巩固和深化所学内容。
十、课程主要内容
第一章 绪论
1.教学目标:
①理解地震的定义及其成因;理解地震从不同角度的分类和特点;理解震源、震源深度、震中、震中距、等震线、前震、主震、余震等常用术语;理解震级、地震烈度的概念及其联系与区别。
②了解地震活动性和地震活动期的概念;了解世界范围内两大地震带的分布情况;了解我国的地震带分布情况和地震活动性情况;了解灾害的定义、分类;了解抗震防灾的重要意义。
③了解地震波的概念、分类和特点。
④了解抗震设防的定义;理解我国对于“三水准”的抗震设防目标的要求,理解抗震设防烈度的基本概念和多遇地震、设防烈度地震、罕遇地震的划分;理解保证我国抗震设防目标得以实现所采用的“两阶段”设计方法的主要内容。
⑤理解场地的概念,理解场地覆盖土层厚度的确定方法,了解土层的分类,理解土层等效剪切波速的计算方法,理解建筑场地类别的划分方法。
⑥了解建筑工程抗震设防分类的划分标准;理解建筑抗震概念设计的概念和基本要求。
2.教学内容:
第一节 地震基础知识
第二节 地震灾害
第三节 工程结构的抗震设防
第四节 建筑抗震概念设计及其要求
3.教学重点:
构造地震的成因;地震的基本术语;建筑抗震设防依据;我国抗震设防中的“三水准、两阶段”;建筑场地类别的划分。
4.教学难点:
我国抗震设防中的“三水准、两阶段”。
第二章 结构抗震设计理论
1.教学目标:
①理解地震作用、结构的地震反应的定义。
②理解如何简化结构使其形成单自由弹性体系,理解单自由度弹性体系的运动方程,理解单自由度弹性体系的运动方程求解。
③理解反应谱的定义和反应谱曲线的特点及反应谱的影响因素;理解地震影响系数、地震系数、动力系数的物理含义,理解设计反应谱的概念。
④理解结构底部剪力的计算方法,理解顶部附加地震作用的计算,了解鞭梢效应。
⑤理解竖向反应谱法和静力法求解竖向地震作用的方法。
⑥理解第一阶段抗震设计基于多遇地震作用进行强度和变形验算的基本公式,理解基于罕遇地震作用进行弹塑性变形验算的基本公式。
⑦理解构件承载力验算的基本公式。
2.教学内容:
第一节 概述
第二节 水平地震作用的计算
第三节 竖向地震作用的计算
第四节 结构抗震验算
第五节 典型例题与案例分析
3.教学重点:
单自由度弹性体系的水平地震作用计算;底部剪力法;竖向地震作用的计算;第一阶段抗震设计基于多遇地震作用进行强度和变形验算的基本公式,第二阶段抗震设计基于罕遇地震作用进行弹塑性变形验算的基本公式。
4.教学难点:
单质点弹性体系水平地震作用计算方法;底部剪力法;第一阶段抗震设计基于多遇地震作用进行强度和变形验算的基本公式,第二阶段抗震设计基于罕遇地震作用进行弹塑性变形验算的基本公式。
第三章 地基基础抗震设计
1.教学目标:
①了解地基基础的抗震概念设计。
②了解天然地基的主要震害类型;了解《抗震规范》关于可以不进行天然地基及基础抗震承载力验算的规定;理解地基承载力计算方法以及验算公式。
③理解液化的概念;了解影响场地土液化的因素;理解地基土液化的判别过程;理解通过计算每个钻孔的液化指数评价液化等级的方法;了解部分消除地基液化沉陷措施、部分消除地基液化沉陷措施、减轻液化影响的基础和上部结构处理措施的具体要求;了解其他不良地基的分类及其特点。
④了解天然浅基础的震害类型;了解天然浅基础的抗震验算方法及抗震措施;了解桩基础的震害;了解可以不进行桩基础抗震验算的条件;了解对非液化土中低承台桩基础的抗震验算规定;了解对存在液化土层的低承台桩基的抗震验算规定。
2.教学内容:
第一节 概述
第二节 地基抗震验算
第三节 不良地基抗震设计及防治
第四节 基础抗震验算
3.教学重点:
地基承载力计算方法以及验算公式;地基土液化的判别过程;通过计算每个钻孔的液化指数评价液化土可能造成的危害的方法;天然浅基础的的抗震验算方法。
4.教学难点:
地基承载力计算方法以及验算公式;地基土液化的判别过程;通过计算每个钻孔的液化指数评价液化土可能造成的危害的方法。
第四章 多层和高层钢筋混凝土房屋抗震设计
1.教学目标:
①了解钢筋混凝土结构的震害类型。
②理解现浇钢筋混凝土结构概念设计的内容。
③理解框架结构的抗震概念设计;理解并掌握框架结构在水平地震作用下的结构内力计算方法,理解框架结构的延性保证措施,理解强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的调整方法;理解框架梁和框架柱的正截面、斜截面承载力验算方法。
④理解并掌握框架结构在水平地震作用下的结构位移计算方法,理解框架结构薄弱层的变形验算方法。
2.教学内容:
第一节 多层和高层钢筋混凝土结构的震害特征及其原因
第二节 多层和高层钢筋混凝土结构的抗震概念设计
第三节 框架结构的抗震设计
第四节 框架结构抗震设计实例
3.教学重点:
框架结构在水平地震作用下的结构内力和位移计算方法;强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的调整方法;框架梁和框架柱的正截面、斜截面承载力验算方法;框架结构在水平地震作用下的结构薄弱层的变形验算方法。
4.教学难点:
强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的调整方法;框架梁和框架柱的正截面、斜截面承载力验算方法;框架结构在水平地震作用下的结构薄弱层的变形验算方法。
第五章 多层砌体房屋抗震设计
1.教学目标:
①了解多层砌体结构的震害特征。
②理解多层砌体结构的抗震概念设计。
③理解多层砌体结构房屋抗震的计算简图和水平地震作用的计算方法;理解墙体侧移刚度的计算及楼层地震剪力的分配原则;理解同一道墙上各墙段间地震剪力的分配原则;理解墙段的抗震承载力验算方法。
④理解多层砌体结构房屋抗震构造措施中构造柱、芯柱、圈梁、楼(屋)盖结构及其连接以及楼梯间的要求。
2.教学内容:
第一节 多层砌体结构的震害特征及其原因
第二节 多层砌体结构的抗震概念设计
第三节 多层砌体结构的抗震计算
第四节 砌体结构的抗震构造措施
3.教学重点:
多层砌体结构房屋抗震的计算简图和水平地震作用的计算方法;墙体侧移刚度的计算及楼层地震剪力的分配原则;同一道墙上各墙段间地震剪力的分配原则;墙段的抗震承载力验算方法。
多层砌体结构房屋水平地震作用的计算方法,墙体侧移刚度的计算及楼层地震剪力的分配原则;同一道墙上各墙段间地震剪力的分配原则;墙段的抗震承载力验算方法。
第六章 隔震与消能减震及非结构构件抗震设计
1.教学目标:
①了解结构隔震的特点和消能减震的工作原理。
②熟悉基础隔震的主要形式。
2.教学内容:
第一节 结构隔震及减震概述
第二节 基础隔震
第三节 消能减震的设计原理及方法
3.教学重点:
隔震与耗能减震的概念与原理,基础隔震的主要形式。
4.教学难点:
隔震与耗能减震的概念与原理。
十一、本课程与相关课程的关系:
先修课程:材料力学,理论力学,土力学与基础工程,结构力学,钢筋混凝土结构, 钢结构,砌体结构。
十二、考核方式
1.考试类型::闭卷考试
2.成绩评定:考试成绩占70%;平时成绩(包括作业、出勤等),占30%。
十三、学时分配
章节 教学内容 学时分配 小计
理论 实验 上机
第一章 概述 4 4
第二章 结构抗震设计方法 10 10
第三章 地基基础抗震设计 4 4
第四章 多层和高层钢筋混凝土结构房屋抗震设计 10 10
第五章 多层砌体房屋抗震设计 10 10
第六章 隔震与消能减震及非结构构件抗震设计 2 2
总计 40 40