公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則—鮑衛(wèi)剛-資料下載頁(yè)

　　

【正文】 性構(gòu)件設(shè)計(jì)，可以發(fā)生彈塑性變形，耗散地震能量 ,梁式橋的塑性鉸區(qū)域見(jiàn)圖 。 2 墩柱的設(shè)計(jì)剪力值按能力設(shè)計(jì)方法計(jì)算，應(yīng)為與柱的極限彎矩（考慮超強(qiáng)系數(shù)）所對(duì)應(yīng)的剪力，在計(jì)算設(shè)計(jì)剪力值時(shí)應(yīng)考慮所有潛在的塑性鉸位置以確定最大的設(shè)計(jì)剪力； 3 蓋梁、結(jié)點(diǎn)及基礎(chǔ)按能力保護(hù)構(gòu)件設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)彎矩、設(shè)計(jì)剪力和設(shè)計(jì)軸力應(yīng)為與柱的極限彎矩（考慮超強(qiáng)系數(shù)）所對(duì)應(yīng)的彎矩、剪力和軸力；在計(jì)算蓋梁、結(jié)點(diǎn)和基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)彎矩、設(shè)計(jì)剪力和軸力值時(shí)應(yīng)考慮所有潛在的塑性鉸位置以確定最大的設(shè)計(jì)彎矩、剪力和軸力。 建模原則 在 E1和 E2地震作用下，一般情況下應(yīng)首先建立橋梁結(jié)構(gòu)的空間動(dòng)力計(jì)算模型。計(jì)算模型應(yīng)反映實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性。 橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算模型應(yīng)能正確反映橋梁上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、支座和地基的剛度、質(zhì)量分布及阻尼特性，從而保證在 E1和 E2地震作用下引起的慣性力和主要振型能得到反映；一般情況下橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力計(jì)算模型應(yīng)滿足下列要求： 1計(jì)算模型中的梁體和墩柱可采用空間桿系單元模擬，單元質(zhì)量可采用集中質(zhì)量代表；墩柱和梁體的單元?jiǎng)澐謶?yīng)反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際動(dòng)力特性； 2 支座單元應(yīng)反映支座的力學(xué)特性； 3 混凝土結(jié)構(gòu)的阻尼比可取為 ；進(jìn)行時(shí)程分析時(shí)，可采用瑞利阻尼； 4 計(jì)算模型應(yīng)考慮相鄰結(jié)構(gòu)和邊界條件的影響。 在 E1地震作用下，宜采用總體空間模型計(jì)算橋梁的地震反應(yīng)；在 E2地震作用下，可采用局部空間模型計(jì)算?？傮w和局部空間模型應(yīng)滿足以下要求： 1 總體空間模型宜包括所有橋梁結(jié)構(gòu)及其連接方式，通過(guò)對(duì)總體空間模型的分析，確定結(jié)構(gòu)的空間耦聯(lián)地震反應(yīng)特性和地震最不利輸入方向。 2 局部空間模型應(yīng)根據(jù)總體模型的計(jì)算結(jié)果，取出部分橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，局部模型應(yīng)考慮相鄰結(jié)構(gòu)和邊界條件的影響。 規(guī)則橋梁可按本細(xì)則第 。 進(jìn)行直線橋梁地震反應(yīng)分析時(shí)，可分別考慮沿順橋向和橫橋向兩個(gè)水平方向地震輸入；進(jìn)行曲線橋梁地震反應(yīng)分析時(shí)，可分別沿相鄰兩橋墩連線方向和垂直于連線水平方向進(jìn)行多方向地震輸入（用曲梁?jiǎn)卧獣r(shí)，只需計(jì)算一聯(lián)兩端連線（割線）和垂直割線方向的地震輸入），以確定最不利地震水平輸入方向。 進(jìn)行非線性時(shí)程分析時(shí)，墩柱可采用鋼筋混凝土彈塑性空間梁柱單元。 抗震分析時(shí)應(yīng)考慮支座的影響。 反應(yīng)譜法 反應(yīng)譜法包括單振型反應(yīng)譜法和多振型反應(yīng)譜法。單振型反應(yīng)譜法和多振型反應(yīng)譜法的選用可參見(jiàn)表 。規(guī)則橋梁的抗震計(jì)算可采用本細(xì)則第 法。 采用反應(yīng)譜法計(jì)算時(shí)，反應(yīng)譜應(yīng)按本細(xì)則第 規(guī)定確定。 用多振型反應(yīng)譜法計(jì)算時(shí)，所考慮的振型階數(shù)應(yīng)在計(jì)算方向獲得 90％以上的有效質(zhì)量。 時(shí)程分析方法 地震加速度時(shí)程應(yīng)按本細(xì)則第 。 ，當(dāng)采用 3組時(shí)程波計(jì)算時(shí)，應(yīng)取 3組計(jì)算結(jié)果的最大值；當(dāng)采用 7組時(shí)程波計(jì)算時(shí)，可取 7組結(jié)果的平均值。 E1地震作用下，線性時(shí)程法的計(jì)算結(jié)果不應(yīng)小于反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的 80%。 功率譜法 適用反應(yīng)譜法計(jì)算的結(jié)構(gòu)，一般也可用功率譜法計(jì)算。兩種方法可作相互檢驗(yàn)，功率法計(jì)算結(jié)果與反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果相差不應(yīng)超過(guò) 20％。 當(dāng)不考慮地震動(dòng)輸入的空間變化效應(yīng)時(shí)，結(jié)構(gòu)響應(yīng)的自功率譜可按附錄 。當(dāng)考慮行波效應(yīng)時(shí)，結(jié)構(gòu)響應(yīng)的自功率譜可按附錄 。 結(jié)構(gòu)響應(yīng)的期望極值可根據(jù)其自功率譜按附錄 計(jì)算。 中國(guó)公路橋梁抗震規(guī)范的演變 1 1976年唐山地震前 2 1976年唐山地震后 《 公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 》 JTJ00489 《 公路工程抗震設(shè)計(jì)細(xì)則 》 《 公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則 》 《 公路工程抗震標(biāo)準(zhǔn) 》 3 2022年汶川地震后 橋梁地震反應(yīng)分析方法的演變 1899年日本學(xué)者大房森吉首次提出用于抗震設(shè)計(jì)的靜力法以來(lái)，橋梁結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的分析方法歷經(jīng)了從靜力法到動(dòng)力的反應(yīng)譜法、動(dòng)態(tài)時(shí)程分析法，現(xiàn)也有采用功率譜分析方法的，可以分為兩大類： 確定性法： 使用地震記錄或由其他方法確定的地震波來(lái)求出結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。有靜力法、擬靜力法、反應(yīng)譜法、動(dòng)態(tài)時(shí)程法。 隨機(jī)振動(dòng)方法 — 功率譜法： 將地震視為隨機(jī)過(guò)程，把具有統(tǒng)計(jì)性質(zhì)的地震動(dòng)作用在結(jié)構(gòu)上，求出結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。 目前各國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和國(guó)際通用軟件均采用確定性分析方法。 靜力法： 假設(shè)結(jié)構(gòu)各個(gè)部分與地震動(dòng)具有相同的振動(dòng)，結(jié)構(gòu)因地震作用引起的慣性力 — 地震力等于地面運(yùn)動(dòng)加速度與結(jié)構(gòu)總質(zhì)量的乘積，再把地震力視為作用在結(jié)構(gòu)上，進(jìn)行結(jié)構(gòu)線彈性靜力分析計(jì)算。 1923年關(guān)東大地震后，日本規(guī)范采用了靜力法概念基礎(chǔ)上的震度法，即以 結(jié)構(gòu) 10%的總重量作為水平地震力 來(lái)考慮地震作用，一直沿用至今。 從動(dòng)力學(xué)的角度看，忽略了結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)特性，但概念簡(jiǎn)單，公式明了，在近似剛性體的橋臺(tái)和擋土結(jié)構(gòu)的分析中仍大量采用。 非線性靜力 Pushover分析 — 倒塌模態(tài)分析方法 20世紀(jì) 60年代開(kāi)始發(fā)展。它提供一個(gè)評(píng)估結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)尤其是非線性地震反應(yīng)的簡(jiǎn)單、有效的方法，能夠追蹤結(jié)構(gòu)從屈服直到極限狀態(tài)的整個(gè)非彈性變形過(guò)程。與一般的非線性靜力分析方法的主要差別在于： 1 分析需要預(yù)先假定一個(gè)荷載分布模式，一般的非線性靜力分析的外加荷載是確定的。 2 需要預(yù)先確定與結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)相對(duì)應(yīng)的位移限值，而一般的非線性靜力分析無(wú)此要求。 3 分析得到表示特征荷載與特征位移之間相互關(guān)系的曲線，通常為墩底剪力與上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心處位移之間的曲線，也稱能力曲線，也可以做需求分析，一般的非線性靜力分析無(wú)此過(guò)程。 4 可以進(jìn)行需求 /能力比計(jì)算，以評(píng)估結(jié)構(gòu)的抗震性能，一般的非線性靜力分析無(wú)此過(guò)程。 此方法在建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范中使用。 反應(yīng)譜法 20世紀(jì) 50年代建立，彈性反應(yīng)譜法廣泛應(yīng)用于規(guī)范中，但非線性反應(yīng)譜一直未得到重用。 單自由度彈性振子對(duì)應(yīng)某一個(gè)強(qiáng)震記錄情況下，體系的周期與絕對(duì)加速度、相對(duì)速度哈相對(duì)位移的最大反應(yīng)量之間的關(guān)系曲線。關(guān)鍵是巧妙地將動(dòng)力問(wèn)題靜力化，使得復(fù)雜的結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)計(jì)算變得簡(jiǎn)單易行，大大提高了整體抗震設(shè)計(jì)水平。 單振型反應(yīng)譜法 多振型反映譜法 等效線性化方法 缺點(diǎn)：無(wú)法反應(yīng)地震動(dòng)持續(xù)時(shí)間和非線性的影響，還有多振型的組合等問(wèn)題。 動(dòng)態(tài)時(shí)程分析方法 將地震記錄或人工波作用在結(jié)構(gòu)上，直接對(duì)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行積分，求得結(jié)構(gòu)任意時(shí)刻地震反應(yīng)，也稱直接積分法。依據(jù)是否考慮結(jié)構(gòu)的非線性行為，分為線性動(dòng)力時(shí)程分析和非線性動(dòng)力時(shí)程分析兩種。存在的問(wèn)題是： 1 輸入地震動(dòng)； 2 結(jié)構(gòu) 基礎(chǔ) 土相互作用； 3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的非線性動(dòng)力特性和屈服后的行為。 影響計(jì)算結(jié)果，故一般要求對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，并在線性范圍內(nèi)與反應(yīng)譜的分析結(jié)果進(jìn)行校核比較。 此方法是體系復(fù)雜的橋梁的非線性地震反應(yīng)在理論上唯一可行的分析方法。 功率譜法 謝謝！ 13801170396