橋梁抗震分析與設(shè)計例題

為《中民防震減災(zāi)法，鐵路工程抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，滿足鐵路工程抗震設(shè)防的性能要求，中民建設(shè)部發(fā)布了新的《鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范2006年121日起實施。范規(guī)定了按“動峰值加速度”和“動反應(yīng)譜特征周期”進行從99年開始中民交通部也在積極制定新《公求中可以看出橋梁抗震安全設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)采用多級設(shè)防模型、計算方法、以及計算結(jié)果的使用有更加具體的規(guī)定。隨著范的推出工程師急迫需要具備橋梁抗震分析與設(shè)計的is/Civil 橋梁抗震分析與設(shè)計注意事 動力分析模型剛度的模 動力分析模型質(zhì)量的模 動力分析模型阻尼的模 動力分析模型邊界的模 特征值分析方 反應(yīng)譜的概 反應(yīng)譜荷載工況的定 反應(yīng)譜分析振型組合的方 選取加速度時程曲 時程分析的計算方 二橋梁抗震分析與設(shè)計例 概 輸入質(zhì) 輸入反應(yīng)譜數(shù) 特征值分 查看振型分析與反應(yīng)譜分析結(jié) 輸入時程分析數(shù) 查看時程分析結(jié) 抗震設(shè) 3D，主梁、橋墩、支座（邊界連接）都0.050.03。質(zhì)量和剛度因子法（一般稱為瑞利阻尼），非線性分析時會采用瑞利阻尼。程[C]a0[M]a1[序中可直接輸入a0和a1，也可以通過輸入兩階振型的阻尼程來計算a0a1，計算公式如下

a0

2

工程上一般在確定a0a1確定瑞利阻尼的原則是：選擇的用于確定常數(shù)a0a1的兩階自振頻率要覆蓋結(jié)構(gòu)分析力特性綜合考慮。在頻段ijij點上而言是安全的，如果i和j選擇的好，則可避免過大設(shè)計。在頻段[i，j]以外，阻尼比)2Lncos3Riz向量法。子空間迭代法求出結(jié)構(gòu)的前r階振型，而iz向量直接疊加法求出的是和激發(fā)荷載向量z速度、加速度）與體系自振周期T的關(guān)系曲線。將一個波時程曲線輸入一個單度譜

k max

系數(shù)k

g 系數(shù)Kh0.2，因max2.25，所以max0.45。而《建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2001）8度區(qū)的的譜曲線是基本烈度（中震）水準(zhǔn)上的反應(yīng)譜曲線。但是公路工程抗震規(guī)計算作用時還使用了綜合影響系數(shù)Cz1/3，所以使用CzKh計算的影響系數(shù)Cz來計算?？捎脩粼谟嬎阒姓鹱饔脮rCz取1.0，大震作用時Cz取2.0。 SCiCsCd

Ci為重要性系數(shù)、Cs為場地系數(shù)、Cd為阻尼調(diào)整系數(shù)、A加速度峰值。已經(jīng)去除綜合影響系數(shù)Cz入，以確定最不利水平輸入方向。設(shè)防烈度為8度和9度時的拱式結(jié)構(gòu)、長懸臂橋梁ijijRi,maxRj,maxi1j1

Rmax

nR2ABS選取加速度時程曲《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001）的5.1.2條文說明中規(guī)定，正確選擇輸入的加速度有效峰值按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001）的表5.1.2-2中所列《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001）的5.1.2條中規(guī)定，采用時程分析方法時，。析運動方程是二階常系數(shù)微分方程組，采用振型坐標(biāo)對微分方程組解耦，使其成為每（實際上常取前幾階振型運用。中心差分法、常加速度法、線性加速度法、Newmark-法、Wilson-法等?？拐?.1g。根據(jù)《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》(JTJ004-89)，采用Ⅱ類場地土反應(yīng)譜，3 3 33 圖1箱梁截面(單位:米圖2橋墩截面(單位:米對于結(jié)構(gòu)自重不另行輸可模型結(jié)構(gòu)型框中（壓力荷載、節(jié)點荷載等）的形式輸入的，可使用模型>質(zhì)量>荷載轉(zhuǎn)換為質(zhì)量//將荷載轉(zhuǎn)換成質(zhì)量質(zhì)量方向>X,Y,Z轉(zhuǎn)換的荷載種類>(開重力加速度(9.806) 組合值系數(shù)(1) ;添加圖3.模型/結(jié)構(gòu)類型轉(zhuǎn)換到X,Y,Z 圖4.質(zhì)量輸入結(jié)束后，可使用查詢>質(zhì)量統(tǒng)計表格功能確認質(zhì)量輸入地是否正確。表格中荷載轉(zhuǎn)化為質(zhì)量是指被轉(zhuǎn)換成質(zhì)量的外部荷結(jié)構(gòu)質(zhì)量合計圖5查詢/①圖5.圖6輸入荷載所需的各項參數(shù)如下?；玖叶?場地類別 最大周期 6周期必須包含特征值分析所計算出的最大、最小周期的范圍。

荷載//反應(yīng)譜函數(shù)>設(shè)計反應(yīng)譜; 場地類別>重要性修正系數(shù)13綜合影響系數(shù)03最大周期(6) 圖7.輸入反應(yīng)譜函數(shù)后，對于該橋梁，只需要按橋梁縱向(整體坐標(biāo)系X方向)和橫向(整體坐標(biāo)系Y方向) 荷載的方向與X-角度是指荷載的方向與整體坐標(biāo)系X軸的夾

荷載//反應(yīng)譜荷載工況>添加荷載工況名稱(JTJ方向>X- 角度(0 (1(JTJ方向>X- 角度(90放大系數(shù)(1

圖8.Ritz向量法進行結(jié)構(gòu)的振型分析。模型/分析類型>Ritz向量法初始荷載工況>X初始向量數(shù)量(5);添加初始向量數(shù)量(5);添加初始向量數(shù)量(5);添加圖9特征值分析控制各振型的質(zhì)量參與比率可通過結(jié)果>分析結(jié)果表格>振型形狀來查看。結(jié)果/分析結(jié)果表格/激活>模態(tài)1 在激活 框中不選擇右側(cè)的特征值模態(tài)并擊的話，則只顯圖10.①②振型參與質(zhì)量，合計(○3)欄①②③圖11.圖12.運用里茲向量法求出的是與三個平動動輸入直接相關(guān)的99.26％，97.53%，95.25％結(jié)果/周期與振型 顯示類型>(開13.15.圖16.第四階振型(豎向一階稱在由于模態(tài)組合控制選用的是SRSS法，反應(yīng)譜的計算結(jié)果都是正值，所以偶然組合中生成了兩個組合，即加一次反應(yīng)譜的結(jié)果，減一次反應(yīng)譜的結(jié)果。

《公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范》(JTJ004-2005征求)中對于(2)影響：包括動造成的作用、動土壓力以及偶然組合(開圖17.圖18括結(jié)構(gòu)自重、預(yù)應(yīng)力、混凝土收縮、二期恒載)和作用下的反應(yīng)譜圖19恒載作用下的My圖20順橋向動作用下的My圖21橫橋向動作用下的Mz(JTJ004-89)反應(yīng)譜描1所示。1扭矩MxMyMz-0-00-00-0-000000000000000000000獻，順橋向的動對彎矩My也有一些貢獻，而剪力Qy、彎矩Mz主要是由橫橋向的動產(chǎn)生。1940ElCentroSite南北方向地面加速度時對該波的峰值進行調(diào)整。荷載//>波>1940,ElCentro波增幅系數(shù)時間單位 放大系數(shù)>0.1圖22.不重復(fù)加載時程時程分析的總時時程分析的時間般可取時程加載函數(shù)周期或者結(jié)構(gòu)最小自振周期的1/10

荷載//>添加荷載工況名稱(順橋向)時程類型>瞬態(tài) 分析時間步長 圖23.荷載//>順橋向函數(shù)名稱>系數(shù)到達時間 圖24.荷載/時程分析數(shù)據(jù)/定義函數(shù)>圖形