本书是“当代杰出青年科学文库”之一，全书共分9个章节，主要对结构多维抗震理论知识作了介绍，具体内容包括多维地震动理论，非对称结构在多维地震动作用下的弹性扭转振动，非对称框架结构和框架-剪力墙结构弹塑性地震反应分析等。该书可供各大专院校作为教材使用，也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。

本书系统地论述了工程结构在多维地震动作用下的分析方法和抗震设计问题，主要内容包括：多维地震动理论，非对称结构在多维地震动作用下的弹性扭转振动，非对称框架结构和框架-剪力墙结构弹塑性地震反应分析，多维性能设计方法，多维随机地震反应，高层建筑与高耸结构在水平与摇摆地震动作用下的反应，结构多维抗震设计的反应谱方法，以及大跨度结构考虑多维多点输入的抗震计算方法。

本书可作为从事土木、水利工程专业的研究和设计人员，以及高等院校的教师、研究生和高年级本科生的参考书。

前言

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/4

 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

1.8.3 转动分量的两点差法/27

1.8.4 转动分量的强震观测/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 地震动转动分量的随机模型/51

1.11.1 体波情况/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 弹性楼盖复杂体型结构的平扭耦联振动/82

2.4.1 结构振动模型/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 地震反应计算/110

2.6.1 振型分解法/110

2.6.2 逐步积分法/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

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

 4.1 引言/166

 4.2 现有混凝土剪力墙的弹塑性分析方法/166

4.2.1 微观方法的分析模型/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 斜支撑钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验及计算公式/194

4.5.1 研究背景/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/201

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 单向地震作用的能力谱方法/261

5.3.1 性能设计的能力谱方法分析步骤/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 单分量输入下的振型分解反应谱法/380

8.4.1 忽略各振型间相关性的方法/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

S.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

 9.2 多维多点激励的时程分析法/424

 9.3 多维多点激励的随机振动分析法/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/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