公路橋梁抗震設計

抗震設計概述01020304JTG/T2231-01-2020反

應

譜

分

析C

i

v

i

l

操

作

實

例目

錄CDN抗震驗算Pushover分析CONTENTS01抗震設計概述JTG/T2231-01-2020抗

震

設

計

概

述

-

兩

種

抗

震

體

系抗

震

設

計

概

述

-

延

性

設

計

概

念何為延性設計？延性設計：允許橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生塑性變形，不僅用構(gòu)件的強度作為衡量結(jié)構(gòu)性能的指標，同時要校核構(gòu)件的變形能力是否滿足要求。核心：橋梁體系中設置延性構(gòu)件，橋梁在E2地震作用，延性構(gòu)件進入塑性狀態(tài)進行耗能，同時可以減小結(jié)構(gòu)剛度，增大結(jié)構(gòu)周期，達到減小地震動響應的目的?？?/p>

震

設

計

概

述

-

抗

震

規(guī)

范

中

的

延

性

設

計抗

震

設

計

概

述

-

橋

墩

的

兩

種

破

壞

形

態(tài)橋墩-彎曲破壞橋墩-剪切破壞抗

震

設

計

概

述矮墩：計算長度與矩形截面計算方向的尺寸（圓形截面直徑）之比小于2.5?？?/p>

震

設

計

概

述

-

抗

震

設

防

分

類抗

震

設

計

概

述

-

各

類

橋

梁

驗

算

內(nèi)

容序號驗算項適用于規(guī)范條款E1：B、C類/D類E2（彈性）：B、C類E2（彈塑性）：B、C類7.2.2、7.3.25.3.1~5.3.10（3362-2018）1橋墩強度驗算7.2.1234橋臺強度驗算基礎強度驗算蓋梁抗彎驗算E1：B、C類/D類E2（彈性）：B、C類5.3.1~5.3.10（3362-2018）7.2.1、7.2.23.3.6/4.2.2（TG

D63—2007）7.2.2、7.3.68.4.2、8.4.3、5.2.1~5.2.7（3362-2018）7.2.2、7.3.68.4.2、8.4.4、8.4.5（3362-2018）5.2.8~5.2.12（3362-2018）E1：D類E2（彈性）：B、C類E2（彈塑性）：B、C類5蓋梁抗剪驗算橋墩屈服判斷67E2（彈性）：B、C類6.7.1支座厚度驗算（板式橡膠支座）7.2.3-1-1、7.5.17.2.3-1-2、7.5.17.2.3-2-1、7.5.27.2.3-2-2、7.5.27.3.4E1：D類E2（彈性）：B、C類E2（彈塑性）：B、C類8支座抗滑穩(wěn)定性驗算（板式橡膠支座）支座水平位移驗算（盆式支座和球形支座）支座水平力驗算（盆式支座和球形支座）橋墩塑性鉸抗剪強度驗算9101112E2（彈塑性）：B、C類E2（彈塑性）：B、C類橋墩墩頂位移驗算（規(guī)則橋梁）7.4.2、7.4.3、7.4.4抗

震

設

計

概

述

-

橋

墩

、

橋

臺

強

度

驗

算抗

震

設

計

概

述

-

能

力

保

護

構(gòu)

件

計

算

（

蓋

梁

、

基

礎

、

支

座

和

墩

柱

抗

剪

）抗

震

設

計

概

述

-

能

力

保

護

構(gòu)

件

計

算

（

蓋

梁

、

基

礎

、

支

座

和

墩

柱

抗

剪

）墩柱抗彎超強現(xiàn)象：墩柱的實際極限彎矩要大于其設計承載能力的現(xiàn)象。抗

震

設

計

概

述

-

橋

墩

塑

性

鉸

區(qū)

抗

剪

驗

算單柱墩—順橋向、橫橋向

&雙柱墩（多柱墩）—順橋向簡支梁、連續(xù)梁連續(xù)剛構(gòu)抗

震

設

計

概

述

-

橋

墩

塑

性

鉸

區(qū)

抗

剪

驗

算雙柱墩（多柱墩）—橫橋向抗

震

設

計

概

述

-

蓋

梁

、

支

座步驟：a.

先按照6.7.2計算超強彎矩方法（

M-φ曲線），得到各墩柱在E2地震力作用下的順橋向及橫橋向超強彎矩值，進而算出各墩柱對應的其超強彎矩的順橋向及橫橋向剪力值Qzi、Qhi。b.

根據(jù)下表“連接參數(shù)”中各支座對應的“對應墩柱頂節(jié)點號”，判斷此橋墩的支座編號、支座個數(shù)n、墩柱個數(shù)i等信息。c.

支座對應的橋墩的總剪力值為Qz=Qz1+Qz2+……+Qzi，Qh=Qh1+Qh2+……+Qhi，各支座剪力，為Qbz=Qz/n,Qbh=Qh/n。d.

Ehze=Qbz或Qbh，根據(jù)各支座對應的剛度值，順橋向XD=Qbz/SDz，順橋向XD=Qbh/SDy。02反應譜分析Civil操作實例反

應

譜

分

析

C

i

v

i

l

操

作

實

例

-

抗

震

分

析

方

法反

應

譜

分

析

C

i

v

i

l

操

作

實

例

-

反

應

譜

原

理反應譜分析方法的原理是什么？振型疊加法地震動微分方程組各階振型微分方程1.振型疊加法引入振型的概念后，由于振型具有正交性，動力微分方程組簡化為動力微分方程，大大減少了計算量。（多自由度轉(zhuǎn)換為多個單自由度）2.地震作用可以通過譜函數(shù)的形式體現(xiàn)。譜函數(shù)表示地震加速度（最大值）與各振型周期間的關(guān)系。從而使與時間相關(guān)的動力計算內(nèi)容，簡化為求解各振型下結(jié)構(gòu)施加固定加速度（力）的靜力問題。（動力轉(zhuǎn)換為靜力問題）反

應

譜

分

析

C

i

v

i

l

操

作

實

例

-

項

目

背

景工程概述：上部結(jié)構(gòu)：兩聯(lián)3x32m現(xiàn)澆箱梁下部結(jié)構(gòu):雙柱式中墩(1.8*1.8m)，雙柱接蓋梁交接墩(1.3*1.6m)基礎：鉆孔灌注樁基礎，樁徑1.5m，樁長50m分區(qū)特征周期0.4s，場地類別Ⅱ類，抗震設防烈度7度（0.1g）反

應

譜

分

析

C

i

v

i

l

操

作

實

例

-

邊

界

、

荷

載樁基礎的模擬：節(jié)點彈性支撐

根據(jù)“m值法”計算得到：根據(jù)地勘報告的土層情況，將樁長范圍內(nèi)土分層，厚度較大的土層細分為多個土層，查的各土層m值（為靜力的2倍），將節(jié)點布置在各土層中心位置，計算公式如下：樁身土側(cè)向剛度=m*埋深*樁計算寬度*單元高度反

應

譜

分

析

C

i

v

i

l

操

作

實

例

-

振

型

計

算反應譜結(jié)構(gòu)的振型周期對應振型加速度峰值反

應

譜

分

析

C

i

v

i

l

操

作

實

例

-

振

型

計

算Lanczos法子空間迭代法多重Ritz向量法由圖可以清楚的發(fā)現(xiàn)：多重Ritz向量法和另外2種分析方法得到的振型圖是大不相同的。通過模態(tài)查看，可以發(fā)現(xiàn)多重Ritz向量法所有振型都是對稱的（荷載作用是對稱的），因為它考慮了空間荷載分布狀態(tài)及動力貢獻，所以他忽略了所有反對稱振型

。對于反對稱振型，并不是由荷載激發(fā)的，荷載在這些振型的動力貢獻為零。故：反應譜分析時較好的方法是采用多重Ritz向量法。反

應

譜

分

析

C

i

v

i

l

操

作

實

例

-

振

型

計

算反

應

譜

分

析

C

i

v

i

l

操

作

實

例

-

定

義

反

應

譜

函

數(shù)

、

工

況地震作用角度：當?shù)卣鸺ぐl(fā)方向平行于X-Y平面，地震角度為與X軸的夾角(度)，角度的正負號以Z軸為基準，按右手法則確定。地震作用方向在整體坐標系的X軸上時角度為0。反

應

譜

分

析

C

i

v

i

l

操

作

實

例

-

定

義

橋

墩

普

通

鋼

筋反

應

譜

分

析

C

i

v

i

l

操

作

實

例

-

定

義

彈

塑

性

材

料

本

構(gòu)

（

鋼

材

）反

應

譜

分

析

C

i

v

i

l

操

作

實

例

-

定

義

彈

塑

性

材

料

本

構(gòu)

（

砼

）注意：由于mander本構(gòu)混凝抗壓強度是棱柱體強度，需要將規(guī)范中混凝土立方體強度乘以“0.85”的修正系數(shù)反

應

譜

分

析

C

i

v

i

l

操

作

實

例

-

彎

矩

曲

率

曲

線注意：1.中和軸0度表示y向。2.角度僅決定顯示結(jié)果的計算角度。程序會計算各角度對應值。03CDN抗震驗算C

D

N

抗

震

驗

算C

D

N

抗

震

驗

算

-

E

1

橋

墩

強

度

驗

算C

D

N

抗

震

驗

算

-

E

1

橋

墩

強

度

驗

算C

D

N

抗

震

驗

算

-

-

E

1

橋

墩

強

度

驗

算

輸

出

計

算

書C

D

N

抗

震

驗

算

-

E

2

橋

墩

屈

服

判

斷C

D

N

抗

震

驗

算

-

規(guī)

則

橋

梁

橋

墩

墩

頂

位

移

驗

算注意：因為剛度調(diào)整系數(shù)需要在施工過程中激活，所以設置剛度調(diào)整系數(shù)注意設置邊界組。C

D

N

抗

震

驗

算

-

支

座

驗

算04Pushover分析P

u

s

h

o

v

e

r

分

析

-

目

的CJJ166-2011P

u

s

h

o

v

e

r

分

析

-

步

驟Pushover的鉸特性中，集中鉸輸出轉(zhuǎn)角結(jié)果，分布鉸輸出曲率結(jié)果。交互類型中“無”需要用戶自己定義彎矩和曲率的非線性關(guān)系，“P-M”是通過屈服面確定彎矩曲率的非線性關(guān)系，“P-M-M”是通過三軸屈服球確定非