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SPOC学校专有课程
工程结构抗震与防灾
第6次开课
开课时间: 2024年04月04日 ~ 2024年06月19日
学时安排: 4小时每周
当前开课已结束 已有 170 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
spContent=发扬国家精品课程《工程结构抗震与防灾》的教学传统,凝聚三十余载教学、科研和工程实践的成果,由教学名师、长江和杰青等老中青教学团队全力打造。课程由通常的“建筑结构”拓展至“工程结构”,通过灾源→灾害→抗灾/减灾,将地震、风、火联系起来,反映由单纯抗震向“抗、防和减震”相结合的理念。
发扬国家精品课程《工程结构抗震与防灾》的教学传统,凝聚三十余载教学、科研和工程实践的成果,由教学名师、长江和杰青等老中青教学团队全力打造。课程由通常的“建筑结构”拓展至“工程结构”,通过灾源→灾害→抗灾/减灾,将地震、风、火联系起来,反映由单纯抗震向“抗、防和减震”相结合的理念。
—— 课程团队
课程概述

工程结构抗震与防灾课程由80年代初开始设立,现为土木工程专业、交通工程专业的主干专业课程。最初采用的教材是《建筑结构抗震设计》,仅为土木工程专业的专业课。工程结构抗震与防灾课程的改革设想,源于防灾减灾与防护工程学科(国家重点学科培育点)的老、中、青教师对该课程教学改革的思考。为适应土木工程专业教改的继续和深化,本课程组编写了新的教材《工程结构抗震与防灾》。2006年被评为国家级精品课程,课程网站向全社会开放;2013年获批第一批国家级精品资源共享课程。

课程内容分为七个部分:结构抗震基本知识、结构抗震计算、建筑结构抗震设计、建筑结构基础隔震和消能减震设计、桥梁结构抗震设计、建筑结构抗风设计和建筑结构抗火设计。课程内容体系围绕“灾”,从“灾源”到“灾害”,把地震、风、火联系起来;从“抗灾”到“抗、防”结合。依托学科建设优势,集成优质教学条件,有利于学生了解防灾减灾学科最先进的研究思想,掌握最先进的研究方法和设计方法;有利于学生对知识的融会贯通,体现了理论与实践、原理与工程、基础性与先进性的有机结合。课时为48学时,12周课程学习。

课程团队的14名主讲以及辅导、设计、技术等教师全部具有博士学位、全部具有海外学习或工作经历以及工程实践经验,其中国家级教学名师1人,江苏省高校土木专业教学名师1,教育部长江学者特聘教授1,国家杰出青年基金获得者3, 教育部长江学者青年学者3,国家优秀青年科学基金获得者1,国家万人计划2,科技部中青年科技创新领军人才1人,教育部新世纪优秀人才1人,江苏省杰出青年基金获得者2人。

授课目标

总体目标:

1、掌握常用建筑结构、桥梁结构的抗震理论和设计方法;

2、初步掌握常用建筑结构抗风、抗火及消能减振的理论设计方法;

3、了解防灾减灾学科的研究动向、研究思想;

4、建立初步的工程经验,培养解决和处理工程实际问题的能力;

具体章节的要求:

1、掌握地震成因及有关地震的基本知识;掌握震级、烈度及地震动三个基本特性;掌握三水准抗震设防目标和两阶段抗震设计方法;掌握建筑场地划分方法;掌握场地液化概念与判别方法。

2、了解地震作用的概念和各种地震作用确定方法的适用范围。理解单质点弹性体系地震影响系数及动力系数的物理意义;熟练运用抗震规范设计反应谱计算单质点系的水平地震作用;正确掌握按振型分解反应谱法计算多质点弹性体系水平地震作用和按底部剪力法计算多质点弹性体系水平地震作用的方法;掌握竖向地震作用的计算方法;正确运用结构构件地震作用效应和其它荷载效应组合、抗震验算的计算公式。

3、了解结构抗震设计所存在的不确定因素;掌握结构抗震概念设计的要点。了解钢筋混凝土结构的震害特点;掌握结构的抗震等级的确定;掌握框架结构、抗震墙结构、框架抗震墙结构的受力特点、结构布置原则、屈服机制、基础结构要求和各自适用范围;掌握框架结构内力和变形的计算及验算;掌握框架柱、梁及节点的抗震设计要点及相应的抗震构造措施;了解抗震墙结构、框架抗震墙结构的抗震设计要点及抗震构造措施。掌握多层砌体房屋抗震设计要点及抗震构造措施。了解高层钢结构体系及其各自特点;了解高层钢结构房屋的抗震设计要点;了解钢梁、钢柱、钢支撑等构件及其连接的工作性能和抗震设计要点。

4、掌握基础隔震体系的减震机理、工作特性和适用范围;理解基础隔震计算的简化方法水平向减震系数法;了解的基础隔震设计的要点和构造措施。掌握结构消能减震的概念,了解结构消能减震的方法、手段、优越性和应用范围;了解结构消能减震的设计参数确定和计算要点;了解阻尼器的减震机理;了解消能减震结构的设计要点和设计步骤。

5、了解桥梁震害的基本特点;掌握依据规范反应谱计算水平地震作用的一般步骤;了解地震反应时程分析中对各种非线性因素、阻尼、地震波输入等问题的处理;掌握桥梁抗震延性设计的基本思想;了解桥梁抗震延性设计原理。

6、了解风的产生机理及其对结构的作用;掌握风荷载的计算原理及计算方法;理解建筑结构顺风向抗风设计;了解横风向风振与扭转风振等效荷载的计算方法;了解顺风向风荷载、横风向风振及扭转风振的荷载工况组合。

7、了解火灾的发生、发展及其对结构的影响;掌握受火承载力极限状态;掌握火灾下结构的荷载效应组合;掌握标准升温曲线的概念;掌握等效爆火时间的概念;了解结构抗火设计的原则;理解建筑材料的高温性能;掌握建筑结构及构件的耐火等级;掌握构件和结构的耐火极限及其主要影响因素;了解钢筋混凝土构件和钢构件的抗火设计方法。

 

成绩 要求

课程成绩的构成如下:

 1.完成每讲课后的测验,成绩占课程总成绩的20%;

 2.完成课后作业,成绩占课程总成绩的20%;

 3.积极参与讨论,成绩占课程总成绩的10%;  

 4.完成期末测验,成绩占课程总成绩的50%;

   对课程有特殊贡献的学员,可直接获得1-5分的总评分加分,至100分封顶。

本课程属于在线开放课程,暂时不支持发放证书。

课程大纲

第一章 结构抗震的基本知识

第1讲 地震的基本知识

第2讲 抗震设防烈度、地震影响和建筑分类

第3讲 抗震设防目标、两阶段抗震设计方法和基于性能的抗震设计

第4讲 如何进行建筑场地类别的划分?

第5讲 场地土液化

第一单元测试

第一单元作业题

第二章 结构抗震计算

第1 讲 结构抗震计算的基本步骤和计算方法

第2讲 结构抗震验算的基本原则

第3讲 单自由度弹性体系的水平地震作用

第4讲 地震反应谱的计算

第5讲 设计反应谱

第6讲 不考虑扭转影响时计算水平地震作用的振型分解反应谱法

第7讲 考虑扭转影响时计算水平地震作用的振型分解反应谱法

第8讲 如何计算底部总剪力?

第9讲 楼层水平地震剪力的计算

第10讲 结构竖向地震作用的方法

第11讲 结构截面的抗震验算

第12讲 结构的抗震变形验算

第二单元作业

第二单元测试

第三章 建筑结构抗震设计

第1讲 如何选择有利的房屋抗震体型和进行合理的结构抗震布局?

第2讲 提高结构抗震性能的措施

第3讲 抗震等级

第4讲 结构的选型和布置

第5讲 屈服机制

第6讲 地震作用下框架结构的内力计算

第7讲 强柱弱梁和强剪弱弯

第8讲 控制柱的轴压比和加强柱端约束

第9讲 框架梁的受剪承载力的抗震验算

第10讲 提高梁延性的措施

第11讲 框架节点的抗震设计

第12讲 抗震墙结构的抗震设计要点

第13讲 框架-抗震墙结构的抗震设计要点

第14讲 砌体结构抗震设计的一般规定

第15讲 多层砌体结构的抗震验算

第16讲 砌体结构的抗震构造措施

第17讲 高层钢结构房屋的抗震设计

第18讲 钢构件的抗震设计

第三章作业

第四章 建筑结构基础隔震和消能减震设计

第1讲 建筑结构基础隔震与消能减震原理与概述

第2讲 建筑结构隔震设计

第3讲 建筑结构减震设计

第五章 桥梁抗震设计

第1讲 桥梁的反应谱理论计算方法

第2讲 桥梁结构响应的抗震分析

第3讲 桥梁结构的延性设计

第六章 建筑结构抗风设计

第1讲 结构风荷载计算的一般原则和方法

第2讲 结构顺风向抗风设计

第3讲 结构横风向风振计算

第七章 建筑结构抗火设计

第1讲 结构抗火设计的一般原则和方法

第2讲 结构构件的耐火性能

第3讲 钢筋混凝土构件的抗火设计与计算

第4讲 钢构件的抗火设计与计算

第七章单元测试

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预备知识

已修过工程数学、结构力学、土力学、工程结构设计原理和建筑结构设计

参考资料

1、李爱群、高振世、张志强,工程结构抗震与防灾,东南大学出版社(第2版),2012.8;

2、李爱群、丁幼亮、高振世,工程结构抗震设计,中国建筑工业出版社(第3版),2018.1;

3、叶继红、张志强、王浩、潘金龙,地震、风、火灾害调查与解析,中国建筑工业出版社,2016.9;

4、叶继红、冯若强、丁幼亮、潘金龙,建筑结构防灾设计工程实例,中国建筑工业出版社,2015.12;

5、叶继红等,土木工程防灾,中国建筑工业出版社,2018.3;

6、张相庭,结构风工程-理论、实践、实践,中国建筑工业出版社,2006.6;

7、范立础,桥梁抗震,同济大学出版社,1997.11;

8、余红霞等,结构火灾安全设计,科学出版社,2012.4

源课程

该SPOC课程部分内容来自以上源课程,在源基础上老师进一步增加了新的课程内容

东南大学
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张志强

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黄兴淮

黄兴淮

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陆飞

陆飞

副教授

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