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第一章　多维地震动1

1.1　地震成因1

1.1.1　地震内部构造1

1.1.2　地震类型2

1.1.3　地震成因2

1.2　地震名词解释3

1.3　等高线和烈度区划图6

1.4　地震的破坏现象8

1.5　中国地震特点10

1.5.1　中国的地震灾害10

1.5.2　中国的地震分布12

1.6　地震动概说13

1.6.1　体波13

1.6.2　面波14

1.7　地震动特性16

1.7.1　地震动幅值特性16

1.7.2　地震动频谱特性18

1.7.3　地震动持时特性19

1.8　地震动转动分量的研究现状21

1.8.1　引言21

1.8.2　转动分量的弹性波动理论法21

1.8.4　转动分量的强震观测27

1.8.3　转动分量的两点差法27

1.8.5　小结28

1.9　地震动转动分量的时程28

1.9.1　体波情况28

1.9.2　面波情况35

1.9.3　地震动分量的坐标变换45

1.10　地震动转动分量的试验验证46

1.10.1　试验方案46

1.10.2　试验过程49

1.10.3　试验数据采集与分析50

1.11.1　体波情况51

1.11　地震动转动分量的随机模型51

1.11.2　面波情况55

参考文献57

第二章　多维地震动作用下的偏心结构弹性扭转振动60

2.1　引言60

2.2　具有刚性楼盖结构的平扭耦联振动60

2.2.1　单层结构体系60

2.2.2　多层结构体系68

2.2.3　振型和振型参与系数76

2.3　弹性楼盖简单体型结构的平扭耦联振动78

2.3.1　结构振动模型78

2.3.2　振动方程79

2.3.3　振型和振型参与系数81

2.4.1　结构振动模型82

2.4　弹性楼盖复杂体型结构的平扭耦联振动82

2.4.2　振动方程83

2.4.3　振型和振型参与系数85

2.5 自由振动的近似计算86

2.5.1　瑞利法（能量法）86

2.5.2　瑞利－里兹法94

2.5.3　矩阵迭代法98

2.5.4　雅可比迭代法106

2.5.5　子空间迭代法109

2.6.1　振型分解法110

2.6.2　逐步积分法110

2.6　地震反应计算110

2.7　偏心结构的数值计算122

参考文献124

第三章　钢筋混凝土框架结构多维弹塑性地震反应125

3.1　引言125

3.2　构件分析的塑性力学模型——微观有限元方法125

3.2.1　本构关系的建立125

3.2.2　数值计算中的若干问题131

3.2.3　数值算例133

3.3　构件分析的柱端弹簧模型——宏观有限元方法134

3.4　改进的柱端弹簧模型139

3.4.1　试验研究139

3.4.2　改进的多弹簧模型147

3.4.3　杆件单元的弹塑性刚度矩阵150

3.4.4　模型的试验验证154

3.5　整体结构的动力分析155

3.5.1　杆件单元坐标的转换155

3.5.2　考虑楼板平面内无限刚性的结构振动方程157

3.5.3　单位位移函数157

3.5.4　程序的编制159

3.5.5　结构的弹塑性地震反应分析162

参考文献164

4.2.1　微观方法的分析模型166

4.2　现有混凝土剪力墙的弹塑性分析方法166

4.1　引言166

第四章　钢筋混凝土框架－剪力墙结构多维弹塑性地震反应166

4.2.2　宏观方法的分析模型169

4.2.3　几点讨论172

4.3　混凝土剪力墙拟静力试验173

4.3.1　试验概况173

4.3.2　试件破坏过程及分析176

4.3.3　试件的滞回特性分析179

4.3.4　剪力墙的受力性能及规律182

4.4　改进的混凝土剪力墙宏观力学模型183

4.4.1　改进的宏观力学模型183

4.4.2　模型的验证188

4.4.3　混凝土剪力墙恢复力模型的选取192

4.5.1　研究背景194

4.5　斜支撑钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验及计算公式194

4.5.2　试验内容195

4.5.3　试验加载装置与测试系统199

4.5.4　试验结果与分析200

4.5.5　剪力墙承载力计算方法及变形性能分析216

4.5.6　小结221

4.6　框－剪结构模型的振动台试验221

4.6.1　模型试验理论基础222

4.6.2　模型设计226

4.6.3　模型振动台试验228

4.6.4　框－剪结构理论计算与实验结果比较233

4.7　整体结构多维弹塑性地震反应分析236

4.7.1　多维地震动输入下对称结构的弹塑性反应237

4.7.2　单双向地震动输入下非对称结构的弹塑性反应243

4.7.3　关于影响结构地震反应的主要参数研究246

参考文献253

第五章　多维地震动作用下基于性能的结构设计方法256

5.1　引言256

5.2　性能设计理论的基本框架257

5.2.1　地震设防水准258

5.2.2　结构抗震性能水准258

5.2.3　基于结构性能的抗震设计方法和流程260

5.2.4　基于性能抗震设计理论的特点260

5.3.1　性能设计的能力谱方法分析步骤261

5.3　单向地震作用的能力谱方法261

5.3.2　关于静力推覆分析方法的讨论263

5.3.3　利用规范反应谱建立需求谱的方法264

5.3.4　利用能力谱方法对结构地震损伤评估的简化方法269

5.4　基于地震作用最不利方向的双向能力谱方法275

5.4.1　双向地震作用下的结构推覆分析275

5.4.2　双向能力谱方法的损伤评估方法276

5.4.3　计算实例与分析277

5.5　多维能力谱方法283

5.5.1　多维能力谱法的特点283

5.5.2　多维能力谱法的基本步骤285

5.5.3　计算实例与分析286

参考文献291

第六章　结构多维随机地震反应293

6.1 引言293

6.2　随机振动的基础知识293

6.2.1　随机过程293

6.2.2　随机过程的概率结构294

6.2.3　随机过程的数值特征294

6.2.4　常用的数字特征运算规则300

6.2.5　谱参数及其物理意义302

6.2.6　几种重要的随机过程304

6.3　几种主要的地震动随机过程模型307

6.4　多维地震动作用下结构的随机反应312

6.4.1　多维随机振动的振型分解法313

6.4.2　多维随机振动的振型加速度法314

6.5　地震动各分量间的谱矩阵317

6.6　结构动力可靠性分析321

参考文献322

第七章　高层建筑与高耸结构在水平与摇摆地震动作用下的随机反应324

7.1　引言324

7.2　可连续化的高层建筑与高耸结构324

7.2.1　结构振动方程324

7.2.2　振动方程的解耦325

7.2.3　结构均方反应326

7.2.4　例子327

7.3　输电塔高耸结构328

7.3.1　纵向地震动作用情形329

7.3.2　侧向地震动作用情形332

参考文献333

第八章　结构多维抗震设计的反应谱方法334

8.1　问题的提出334

8.2　地震反应谱和设计反应谱334

8.2.1　地震反应谱334

8.2.2　设计反应谱340

8.3　双向地震作用的弹塑性反应谱344

8.3.1　单向地震作用的弹塑性反应谱344

8.3.2　双向地震作用弹塑性反应谱366

8.4.1　忽略各振型间相关性的方法380

8.4　单分量输入下的振型分解反应谱法380

8.4.2　考虑各振型相关性的方法381

8.5　多分量输入下的反应谱法385

8.5.1　一般组合公式385

8.5.2　仅考虑双向水平与扭转输入的公式387

8.5.3　多维振型分解反应谱法的解析表达392

参考文献414

第九章　大跨度结构考虑多维多点输入的抗震计算方法417

9.1　多维多点激励的反应谱法417

9.1.1　运动方程及其解答417

9.1.2　既有的反应谱分析方法420

9.3　多维多点激励的随机振动分析法424

9.2　多维多点激励的时程分析法424

9.3.1　虚拟激励法原理简介425

9.3.2　地震动空间相关模型426

9.3.3　虚拟激励法用于多点平稳随机激励431

9.4　三种抗震计算方法比较433

9.5　需要进一步研究的问题434

参考文献435

附录A　试件图集437

附录B　相关函数的傅里叶变换448

附录C　公式（6.117）中Qi、Pi、Qj和Pj的求法449

附录D　反应谱的数字计算法——精确法450

附录E　相关系数公式推导453