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1 绪论 1

1.1 灾害 1

1.1.1 灾害及其分类 1

1.1.2 灾害的特征 2

1.1.3 灾害的危害 3

1.1.4 灾害概况 4

1.2 防灾减灾工程学的学科定位和研究内容 4

1.2.1 防灾减灾工程学的学科定位 5

1.2.2 防灾减灾系统工程 5

1.2.3 防灾减灾工程学研究内容 6

1.3 国内外防灾减灾发展概况 7

1.3.1 我国防灾减灾发展概况 7

1.3.2 国外防灾减灾发展概况 8

1.4 防灾减灾工程的发展趋势 11

1.4.1 灾害源发生机理研究 11

1.4.2 灾害的作用机制、分析和抗灾设计 11

1.4.3 工程结构的灾害控制 12

参考文献 12

2 火灾灾害 13

2.1 火灾定义、分类、特征及其危害 13

2.1.1 火灾的定义 13

2.1.2 火灾的分类 13

2.1.3 火灾的特征 15

2.1.4 火灾的危害 15

2.2 火灾科学主要研究内容 18

2.2.1 建筑防火 18

2.2.2 结构抗火 19

2.2.3 火灾后结构的损伤鉴定与加固 20

2.3 火灾基本知识 20

2.3.1 燃烧条件 20

2.3.2 防火和灭火 21

2.3.3 燃烧的基本类型 22

2.4 建筑火灾发展过程 23

2.4.1 火灾初起阶段（OA段） 23

2.4.2 火灾发展阶段（AB段） 24

2.4.3 火灾猛烈燃烧阶段（BC段） 24

2.4.4 火灾熄灭阶段（CD段） 24

2.5 描述火灾的几个参数 25

2.5.1 火灾荷载密度 25

2.5.2 火灾燃烧速度 29

2.5.3 火灾全面发展的持续时间 31

2.5.4 火灾全面发展的室内温度 31

2.6 建筑材料高温性能 34

2.7 钢材的高温性能 35

2.7.1 钢材高温力学性能 35

2.7.2 钢材高温物理性能 39

2.8 混凝土的高温性能 40

2.8.1 混凝土高温力学性能 41

2.8.2 混凝土高温物理性能 43

2.9 结构抗火设计方法简介 45

2.9.1 基于试验的构件抗火设计方法 46

2.9.2 基于计算的构件抗火设计方法 47

2.9.3 基于计算的结构抗火设计方法 47

2.9.4 基于火灾随机性的结构抗火设计方法 47

2.10 处方式建筑构件的抗火设计 48

2.10.1 建筑构件燃烧性能和耐火极限 48

2.10.2 建筑构件抗火设计 49

2.10.3 提高构件耐火性能的措施 50

2.11 钢结构构件抗火设计 52

2.11.1 钢结构构件抗火设计步骤 52

2.11.2 钢构件升温计算 52

2.11.3 钢结构抗火极限承载力与作用效应组合要求 55

2.11.4 基于抗火极限承载力的验算方法 56

2.11.5 基于临界温度的验算方法 58

2.12 混凝土结构构件抗火设计 65

2.12.1 混凝土结构构件抗火设计方法 65

2.12.2 混凝土构件截面温度场计算 65

2.12.3 钢筋混凝土构件抗火验算方法 67

2.12.4 混凝土的爆裂 77

参考文献 77

3 地震灾害 79

3.1 地震概述 79

3.2 地震的基本概念、类型与成因 79

3.2.1 地震的基本概念 79

3.2.2 地震的类型 79

3.2.3 地震的成因 80

3.2.4 地震波 81

3.3 地震震级与烈度 83

3.3.1 地震震级 83

3.3.2 地震烈度 84

3.4 地震活动及其分布 87

3.4.1 世界地震活动 87

3.4.2 中国地震活动 89

3.4.3 各类建筑的抗震设防标准 90

3.5 工程结构抗震设防 91

3.5.1 抗震设防目的和要求 91

3.5.2 建筑抗震设防分类和设防标准 91

3.5.3 建筑抗震设计方法 92

3.6 地震的破坏作用 92

3.6.1 地震中地表的破坏 92

3.6.2 地震中工程结构的破坏 94

3.6.3 地震次生灾害 94

3.6.4 有关地震记载 95

3.7 减轻地震灾害的对策和措施 95

3.7.1 工程性措施 95

3.7.2 非工程性措施 96

3.8 抗震概念设计的总体原则 96

3.8.1 建筑物场地选择 96

3.8.2 建筑物体型的确定 99

3.8.3 结构抗震体系的选取 103

3.8.4 结构延性的实现 104

3.8.5 多道抗震防线的设置 106

3.8.6 非结构构件的处理 107

3.8.7 建筑材料的选择和施工质量 108

3.9 工程结构地震反应分析方法 109

3.9.1 结构抗震设计理论的发展和回顾 109

3.9.2 结构地震作用计算的基本原则 110

3.9.3 单自由度体系的地震位移反应分析 111

3.9.4 单自由度体系的水平地震作用和反应谱 112

3.9.5 多自由度体系运动方程的建立 116

3.9.6 多自由度无阻尼体系自由振动 117

3.9.7 多自由度体系地震反应计算的振型分解反应谱法 117

3.9.8 多自由度弹性体系地震作用计算的底部剪力法 122

3.9.9 结构基本周期的近似计算 124

3.9.10 水平地震作用下地震内力的调整 129

3.9.11 考虑水平地震作用扭转影响的计算 130

3.9.12 竖向地震作用的计算 131

3.9.13 多自由度体系弹塑性地震反应的时程分析法 132

3.9.14 结构静力弹塑性地震反应分析法 136

3.10 工程结构抗震验算 137

3.10.1 地震作用效应和其他荷载作用效应的基本组合及截面抗震验算 138

3.10.2 结构抗震变形验算 140

3.11 工程结构减震与隔震 143

3.11.1 结构隔震技术 143

3.11.2 消能减震技术 148

3.12 防震减灾规划 149

3.12.1 防震减灾概述 149

3.12.2 城市抗震防灾规划目标 149

3.12.3 城市抗震防灾规划的主要内容 150

3.12.4 抗震防灾规划参考指标 151

3.12.5 城市规划中的地震应急避难场所 151

参考文献 152

4 地质灾害及其防治对策 153

4.1 地质灾害及其分类 154

4.1.1 地质灾害的定义 154

4.1.2 地质灾害的分类 154

4.2 滑坡灾害及其防治 155

4.2.1 滑坡的定义和形态要素 155

4.2.2 滑坡的识别 156

4.2.3 滑坡活动的阶段性 157

4.2.4 滑坡分类 157

4.2.5 滑坡的形成条件 159

4.2.6 滑坡的治理 160

4.2.7 抗滑桩的设计计算 161

4.2.8 滑坡实例 172

4.3 崩塌灾害及其防治 174

4.3.1 崩塌的定义与分类 174

4.3.2 崩塌的形成条件 174

4.3.3 崩塌的运动学特征 175

4.3.4 崩塌的防治措施 176

4.4 泥石流灾害及其防治对策 178

4.4.1 泥石流的形成条件 178

4.4.2 泥石流特征 179

4.4.3 泥石流的分类 181

4.4.4 泥石流的预防与治理 183

4.5 地面沉降及其防治 185

4.5.1 地面沉降概述 185

4.5.2 地面沉降的地质环境 186

4.5.3 地面沉降的成因 186

4.5.4 地面沉降的控制与治理 187

4.6 土木工程领域其他常见的地质灾害及其防治 187

4.6.1 隧道工程中常见的地质灾害及其防治 187

4.6.2 路基工程中常见的地质灾害及其防治 188

4.6.3 基坑工程中管涌及其防治 189

4.6.4 房屋地基不均匀沉降及其防治对策 190

4.7 地质灾害防治规划 191

4.7.1 地质灾害防治规划的目标 191

4.7.2 地质灾害防治规划的内容 191

4.7.3 地质灾害的预报制度和防治方案的内容 192

4.7.4 地质灾害的防治体系建设 192

参考文献 193

5 风灾灾害及其防治 195

5.1 大气边界层的风特性 195

5.1.1 自然风 195

5.1.2 平均风特性 197

5.1.3 脉动风特性 198

5.1.4 基本风速和风压 201

5.2 桥梁抗风设计及风振控制 203

5.2.1 桥梁风灾灾害 203

5.2.2 桥梁风荷载 205

5.2.3 风致静力失稳 205

5.2.4 涡激振动与控制 207

5.2.5 颤振振动与控制 215

5.2.6 抖振分析与抑制 220

5.2.7 斜拉索风雨振及控制 225

5.2.8 驰振分析 230

5.3 建筑结构抗风设计及风振控制 231

5.3.1 建筑结构风灾灾害 231

5.3.2 极值风压 231

5.3.3 等效静力风荷载 236

5.3.4 低矮房屋的风致内压 239

5.3.5 高层建筑抗风设计的特点与风振控制 241

5.3.6 大跨结构抗风设计的特点 244

5.4 电力设施抗风设计及风振控制 249

5.4.1 电力设施风灾灾害 249

5.4.2 输电塔的抗风设计及风振控制 250

5.4.3 冷却塔的抗风设计 257

参考文献 270

6 灾害风险管理 272

6.1 灾害风险概述 272

6.1.1 灾害风险概念 272

6.1.2 灾害风险分析评估的意义和发展 275

6.1.3 灾害风险分析流程 276

6.2 风险分析方法 278

6.2.1 灾害风险辨识方法 278

6.2.2 灾害风险概率估计方法 279

6.2.3 灾害风险损失估计方法 284

6.2.4 灾害风险评价方法 286

6.3 风险控制 289

6.3.1 风险控制原则 289

6.3.2 风险控制措施 290

6.3.3 灾害的风险控制绩效评价 291

6.4 案例 292

6.4.1 火灾风险分析方法及案例 292

6.4.2 地震灾害风险分析及案例 297

6.4.3 地质灾害风险分析及案例 304

参考文献 309