第1章 地震与抗震概论
1.我国《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）明确规定：抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。
2.
3.
4.地球内部断层错动并引起周围介质振动的部位称为震源。
震源深度: 从震中到震源的距离
震源深度在60公里以内的地震为浅源地震；
震源深度超过300公里的地震叫深源地震；
震源深度介于60-300公里之间的地震为中源地震。
震源正上方的地面位置叫震中。
地面某处至震中的水平距离叫做震中距。
震中距在100公里-1000公里的称为近震；震中距超过1000公里的称为远震。
5.地震破坏作用主要表现为三种形式：地表破坏、建筑物的破坏、次生灾害。
地表破坏主要表现为：地裂缝、地面下沉、喷水冒砂和滑坡等形式。
地裂缝分为构造性地裂缝（地震断层错动后在地表形成的痕迹）和重力式地裂缝（由于地表土质不匀及受地貌影响，其规模较前者为小）两类。
建筑物的破坏分：建筑物的振动破坏和地基失效引起的破坏。
6.地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量，这就是地震波。根据在地壳中传播的位置不同，地震波可分为体波和面波。
体波：在地球内部传播的波，纵波(压缩波)，横波(剪切波)，横波周期较长，振幅较大；
面波：沿地球表面传播的波，乐夫波，瑞雷波，面波周期长，振幅大；比体波衰减慢，能传到很远的地方；
纵波：一般周期较短、振幅较小，在地面上引起上下颠簸运动；
横波：一般周期较长，振幅较大，引起地面水平方向的运动。
7.由地震波传播所引起发的地面振动，通常称为地震动。
地震动的峰值、频谱和持续时间，通常称为地震动的三要素。
8.地震震级是表示地震大小的一种度量。其数值是根据地震仪记录到的地震波图确定的。
近震震级M计算：M=logA-logA0，又称为里氏震级
式中A——记录图上量得的以μm为单位的最大水平位移；logA0 ——依震中距而变化的起算函数。
震级M与震源释放能量之间的关系：logE=1.5M+11.8
震级每增加一级，地震所释放的能量越增加32倍。
9.地震烈度：是指某一区域内地表和各类建筑物遭受一次地震影响的平均强弱程度。
一般来说，距离震中近，地震烈度就高；距离震中越远，地震烈度也越低。
等烈度线：具有相同烈度的各个地点的外包线
等烈度线的度数随震中距的增大而递减，但有时会出现烈度异常。
震中烈度：震中区的烈度称为震中烈度。M=1+(2/3)I ， I为震中烈度。
地震烈度表：为评定地震烈度而建立起来的标准。
10.抗震设防的目的和要求：
基本目的：在一定的经济条件下，最大限度地限制和减轻建筑物的地震破坏，保障人民生命财产的安全。
基本准则：抗震设计规范趋向于以“小震不坏、中震可修、大震不倒”作为建筑抗震设计的基本准则。
小震：发生机会较多的地震。对应峰值烈度定义为小震烈度，又称多遇地震烈度。
中震：全国地震区划图所规定的各地的基本烈度，可取为中震对应的烈度。
大震：是罕遇的地震，对应烈度又可称为罕遇地震烈度。
11.三个水准的抗震设防要求：
第一水准：当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用；
第二水准：当遭受相当于本地区设防烈度的地震影响时，建筑物可能损坏，但经一般修理即可恢复正常使用；
第三水准：当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时，建筑物不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏。
12.抗震设计方法
简化的两阶段设计方法：
第一阶段设计：按多遇地震烈度对应的地震作用效应和其它荷载效应的组合验算结构构件的承载能力和结构的弹性变形。——保证了第一水准的强度要求和变形要求。
第二阶段设计：按罕遇地震烈度对应的地震作用效应验算结构的弹塑性变形。——保证结构满足第三水准的抗震设防要求。
目前一般认为，良好的抗震构造措施有助于实现第二水准。
13.我国建筑抗震设计规范将建筑物按其用途的重要性分为四类：
特殊设防类（甲类）、重点设防类（乙类）、标准设防类（丙类）、适度设防类（丁类）。
甲类建筑：重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑；
乙类建筑：地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑；
丙类建筑：一般建筑，包括除甲、乙、丁类建筑以外的一般工业与民用建筑；
丁类建筑：次要建筑，包括一般的仓库，人员较少的辅助建筑物等。
14.建筑抗震设计包括三个层次的内容与要求：
概念设计——在总体上把握抗震设计的基本原则；
抗震计算——为建筑抗震设计提供定量手段；
构造措施——在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。
15.建筑抗震设计在总体上要求把握的基本原则:
注意场地选择，把握建筑体型，利用结构延性，设置多道防线，重视非结构因素。
建筑物平、立面布置的基本原则是：对称、规则、质量与刚度变化均匀。
结构对称—— 有利于减轻结构的地震扭转效应
形状规则—— 在地震时应力集中现象较少，有利于抗震
质量与刚度变化均匀——平面内使结构刚度中心与质量中心相一致，避免扭转效应。高度方向均匀变化，避免薄弱层，减小变形集中、鞭梢效应。
平面不规则的类型：扭转不规则，凹凸不规则，楼板局部不连续。
竖向不规则的类型：侧向刚度不规则，竖向抗侧力构件不连续，楼层承载力突变。
第2章 建筑场地与地基基础
1.影响建筑物震害的因素: 1.场地土的刚度2.场地覆盖层厚度
2.场地覆盖层厚度定义: 原意：从地表面至地下基岩面的距离，即基岩土的埋深
3.建筑物震害与：地震类型、结构类型、下卧层的构成、覆盖层厚度有关。
4.在振幅谱中幅值最大的频率分量所对应的周期，称为地震动的卓越周期。
5.多层土的地震效应主要取决于三个基本因素：覆盖土层厚度、土层剪切波速、岩土阻抗比。
6.地下基岩或剪切波速大于500m/s的坚硬土层至地表面的距离，称为“覆盖层厚度”。
7.场地类别是根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度两个指标综合确定的。
8.饱和松散的砂土或粉土（不含黄土），地震时易发生液化现象，使地基承载力丧失或减弱，甚至喷水冒砂，这种现象一般称为砂土液化或地基土液化。
产生机理：地震时，饱和砂土和粉土颗粒在强烈震动下发生相对位移，颗粒结构趋于压密，颗粒间孔隙水来不及排泄而受到挤压，因而使孔隙水压力急剧增加。当孔隙水压力上升到与 颗粒所受到的总的正压应力接近或相等时，土粒之间因摩擦产生的抗剪能力消失，土颗粒便形同“液体”一样处于悬浮状态，形成所谓液化现象。
地基液化判别过程分为：初步判别和标准贯入试验判别两大步骤。
第3章 地震作用与结构抗震验算
1.由地震动引起的结构内力、变形、位移及结构运动速度与加速度等统称为结构地震反应。
2.地震反应是一种动力反应，其大小不仅与地面运动有关，还与结构动力特性（自振周期、振型和阻尼）有关。
3.地震反应谱的两个影响因素：1.体系阻尼比2.地震动
4.地震动特性三要素: 振幅、频谱、持时
5.振型分解反应谱法计算,底部剪力法计算
底部剪力法应用条件: 建筑物高度不超过40m结构以剪切变形为主; 质量和刚度沿高度分布较均匀
6.鞭梢效应：底部剪力法适用于重量和刚度沿高度分布均比较均匀的结构。当建筑物有局部突出屋面的小建筑（如屋顶面、女儿墙、烟囱等）时，由于该部分结构的重量和刚度突然变小，将产生鞭梢效应，即局部突出小建筑的地震反应有加剧的现象。
7.结构基本周期的近似计算方法：能量法，等效质量法，顶点位移法
8.我国《建筑抗震设计规范》规定：设防烈度为8度和9度区的大跨度屋盖结构、长悬臂结构、烟囱及类似高耸结构的设防烈度为9度区的高层建筑，应考虑竖向地震作用。
9.计算高耸结构或高层建筑竖向地震作用时，结构等效总重力荷载取为实际总重力荷载的75%
可近似取竖向地震影响系数最大值为水平地震影响系数最大值的65%，即av1=0.65amax
10.结构抗震验算内容
为满足“小震不坏、大震不倒”的抗震要求，我国抗震规范规定进行下列内容的抗震验算：
1） 多遇地震下结构允许弹性变形验算，以防止非结构构件（隔墙、幕墙、建筑装饰等）破坏
2） 多遇地震下强度验算（即截面抗震验算），以防止结构构件破坏
3） 罕遇地震下结构的弹塑性变形验算，以防止结构倒塌“中震可修”抗震要求，通过构造措施加以保证.
第4章 结构非弹性地震反应分析
1.在罕遇地震（大震）下，允许结构开裂，产生塑性变形，但不允许结构倒塌,为保证“大震不倒”，需进行结构非弹性地震反应分析,结构进入非弹性变形状态后，刚度发生变化，叠加原理不适用,这时结构弹性状态下的动力特征（自振频率和振型）不再存在,因此，振型分解反应谱法或底部剪力法不适用于结构非弹性地震反应分析
2. 非弹性地震反应分析的方法: 非弹性时程分析方法, 结构静力弹塑性分析方法,
3.结构布置：
- 采用纵墙承重的多层砖房，因横向支撑少，纵墙极易受平面外弯曲破坏而导致结构倒塌。因此，对于多层砌体结构房屋，应优先采用横墙承重的结构布置方案，其次考虑采用纵、横墙共同承重的结构布置方案，避免采用纵墙承重方案。
- 楼梯间不宜设在房屋的尽端或转角处，否则应采取局部加强措施，如在楼梯间四角设钢筋混泥土构造柱等。
- 利用防震缝，可以将复杂体型的房屋划分为若干体型简单、刚度均匀的单元。当地震烈度为8度或9度且有下列情况之一时，应设置防震缝：房屋立面高度差在6m以上；房屋有错层，且楼板高差较大；部分结构刚度、质量截然不同。
第5章 多高层钢筋混凝土房屋抗震设计
- 扭转破坏：刚度中心和质量中心有较大的不重合或结构沿竖向刚度有过大的突然变化。
- 反震缝处碰撞：反振缝如果宽度不够，其两侧的结构单元在地震时就会相互碰撞而产生震害。
- 框架的整体破坏形式按破坏性质可分为延性破坏和脆性破坏，按破坏机制可分为梁铰机制（强柱弱梁型）和柱铰机制（强梁弱柱型）。
- 短柱破坏：柱子较短时，剪跨比过小，刚度较大，柱中的地震力也较大，容易导致柱子的脆性剪切破坏。
- 结构布置分平面布置和竖向布置。
- 防震缝设置：8、9度框架结构房屋防震缝两侧结构高度、刚度或层高相差较大时，可在缝两侧房屋的尽端沿全高设置垂直于防震缝的抗撞墙，每一侧的抗撞墙的数量不应少于两道，宜分别对称布置。
- 在竖向非地震荷载作用下，可用调幅法来考虑框架梁的塑性内力重分布。对现浇框架，调幅系数取0.8~0.9；对装配整体式框架，调幅系数取0.7~0.8。对水平地震作用引起的内力和竖向地震作用引起的内力均不应进行调幅。
- 由强柱弱梁原则调整：一、二、三级框架结构的底层柱下端截面的弯矩设计值，应分别乘以增大系数1.5、1.25和1.15。按两个主轴方向分别考虑地震作用时，一、二级框架结构的角柱，调整后的弯矩、剪力设计值应乘以增大系数1.30。
- 轴压比n的定义为
柱的轴向压力设计值与混凝土抗压强度和截面面积的乘积的比值。公式是N/（fc*A）
- 多遇地震下的框架内力计算:手算计算框架内力时，框架结构的水平地震作用一般简化为作用在框架梁柱节点处的水平力，且假定同一楼层各柱柱端得侧移相等，常采用反弯点法或者D值法
11.反弯点法:水平地震作用一般都可简化为作用于框架节点上的水平力。其中弯矩为零的点为反弯点
假定：
(1)梁的线刚度为无穷大；
(2) 底层柱的反弯点在距基础2/3柱高处。
12.D值法
在反弯点法的基础上，考虑上述因素，对柱的抗侧刚度和反弯点高度进行修正，就得到D值法。
13.柱的反弯点位置取决于其上下端弯矩的比值。影响柱反弯点位置的因素有：侧向外荷载的形式、梁柱线刚度比、结构总层数及该柱所在的层次、柱上下横梁线刚度比、上层层高的变化、下层层高的变化等。
14. 框架梁柱和节点的抗震设计计算与验算
结构的合理破坏机制及有关原则
（1）破坏机制和强柱弱梁原则
框架的整体破坏形式按破坏性质可分为延性破坏和脆性破坏，按破坏机制可分为梁铰机制（强柱弱梁型）和柱铰机制（强梁弱柱型）。合理的抗震设计应符合强柱弱梁原则，避免强梁弱柱
（2）强剪弱弯原则
钢筋混凝土框架可以发生弯曲破坏，也可以发生剪切破坏。配筋适中的弯曲破坏属于延性破坏，具有较大的变形和耗能能力，有利于抗震。剪切破坏属于脆性破坏，破坏突然，使结构构件承载能力迅速下降，变形和耗能能力差，应避免。因此在构件设计时，应加强这些构件的抗剪能力，使抗剪承载力大于抗弯承载力，防止构件发生脆性剪切破坏。
（3）强节点和强锚固原则
在构建设计中，要使节点有足够的承载能力，节点破坏不先于构件的破坏。锚固失效使结构不能发挥预定的承载能力，危害极大，而且是一种脆性破坏，因此在抗震设计中，应采取措施加强锚固。
15.框架结构的抗震构造措施
框架梁的截面尺寸, 框架梁的纵向配筋, 框架梁的箍筋, 框架柱的截面尺寸
第6章 多层及高层钢结构房屋抗震设计
1.钢结构特性: 强度高、延性好、重量轻、抗震性能好.总体来说，在同等场地、烈度条件下，钢结构房屋的震害较钢筋混凝土结构房屋的震害要小。
2.多高层钢结构在地震中的破坏形式有三种：节点连接破坏；构件破坏；结构倒塌。
多高层建筑钢结构构件破坏的主要形式：支撑压曲；梁柱局部失稳；柱水平裂缝或断裂破坏。
3.我国建筑抗震设计规范（GB50011—2001）规定：将超过12层的建筑归为高层钢结构建筑；将不超过12层的建筑归为多层钢结构建筑
4. 多高层钢结构的平面布置应尽量满足下列要求：
a. 建筑平面宜简单规则，并使结构各层的抗侧力刚度中心与质量中心接近或重合，同时各层刚心与质心接近在同
一竖直线上
b. 建筑的开间、进深宜统一
5.完整的建筑结构抗震设计包括三个方面的内容与要求：
a.概念设计：在总体上把握抗震设计的主要原则，弥补由于地震作用及结构地震反应的复杂性而造成抗震计算不准确的不足
b.抗震计算：为建筑抗震设计提供定量保证
c.构造措施：为保证抗震概念与抗震计算的有效提供保障
6.纯框架结构延性好，但抗侧力刚度较差。中心支撑框架通过支撑提高框架的刚度，但支撑受压会屈曲，支撑屈曲将导致原结构承载力降低。偏心支撑框架可通过偏心梁段剪切屈服限制支撑受压屈曲，从而保证结构具有稳定的承载力和良好的性能，而结构的抗侧力刚度介于纯框架和中心支撑框架之间。
第7章 砌体结构房屋抗震设计
1.砌体结构房屋的震害，在宏观上存在以下规律：
刚性楼盖房屋，上层破坏轻、下层破坏重；柔性楼盖房屋，上层破坏重、下层破坏轻；
横墙承重房屋的震害轻于纵墙承重房屋；
坚实地基上的房屋震害轻于软弱地基和非均匀地基上的震害；
预制楼板结构比现浇楼板结构破坏重；
外廊式房屋往往地震破坏较重；
房屋两端、转角、楼梯间、附属结构震害较重；
2. 房屋高宽比：房屋总高度与总宽度的最大比值。
3. 多层砌体结构的抗震验算，一般包括三个基本步骤：确立计算简图；分配地震剪力；对不利墙段进行抗震验算。
4. 楼层地震剪力Vi在各墙体间的分配主要取决于楼盖的水平刚度和各墙体的抗侧移刚度。
5. 砌体抗剪强度理论主要有两种：主拉应力强度理论与剪切摩擦强度理论。
6. 结构抗震构造措施主要表现在以下四个方面：
加强结构的连接
设置钢筋混凝土构造柱
合理布置圈梁
重视楼梯的设计
