公路橋梁抗震設(shè)計

1、目錄CONTENTS抗震設(shè)計概述JTG/T2231-01-2020反 應(yīng) 譜 分 析Civil 操作實例CDN抗震驗算Pushover分析01020304抗震設(shè)計概述JTG/T2231-01-202001抗震設(shè)計概述 - 兩種抗震體系抗震設(shè)計概述 - 延性設(shè)計概念延性設(shè)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(shè)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(yīng)的目的。何為延性設(shè)計？抗震設(shè)計概述 - 抗震規(guī)范中的延性設(shè)計抗震設(shè)計概述 - 橋墩的兩種

2、破壞形態(tài)橋墩-彎曲破壞橋墩-剪切破壞抗震設(shè)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。抗震設(shè)計概述 - 抗震設(shè)防分類序號驗算項適用于規(guī)范條款1橋墩強度驗算E1：B、C類/D類E2（彈性）：B、C類E2（彈塑性）：B、C類7.2.2、7.3.25.3.15.3.10（3362-2018）2橋臺強度驗算E1：B、C類/D類E2（彈性）：B、C類7.2.15.3.15.3.10（3362-2018）3基礎(chǔ)強度驗算7.2.1、7.2.23.3.6/4.2.2（TGD632007）4蓋梁抗彎驗算E1：D類E2（彈性）：B、C類E2（彈塑性）：B、C類7.2.2、7.3.6

3、8.4.2、8.4.3、5.2.15.2.7（3362-2018）5蓋梁抗剪驗算7.2.2、7.3.68.4.2、8.4.4、8.4.5（3362-2018）5.2.85.2.12（3362-2018）6橋墩屈服判斷E2（彈性）：B、C類6.7.17支座厚度驗算（板式橡膠支座）E1：D類E2（彈性）：B、C類E2（彈塑性）：B、C類7.2.3-1-1、7.5.18支座抗滑穩(wěn)定性驗算（板式橡膠支座）7.2.3-1-2、7.5.19支座水平位移驗算（盆式支座和球形支座）7.2.3-2-1、7.5.210支座水平力驗算（盆式支座和球形支座）7.2.3-2-2、7.5.211橋墩塑性鉸抗剪強度驗算E2

4、（彈塑性）：B、C類7.3.412橋墩墩頂位移驗算（規(guī)則橋梁）E2（彈塑性）：B、C類7.4.2、7.4.3、7.4.4抗震設(shè)計概述 - 各類橋梁驗算內(nèi)容抗震設(shè)計概述 - 橋墩、橋臺強度驗算抗震設(shè)計概述 - 能力保護構(gòu)件計算（蓋梁、基礎(chǔ)、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(shè)計承載能力的現(xiàn)象?？拐鹪O(shè)計概述 - 能力保護構(gòu)件計算（蓋梁、基礎(chǔ)、支座和墩柱抗剪）抗震設(shè)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(shè)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(shè)計概述 - 蓋梁、支座步驟：a. 先按照6.

5、7.2計算超強彎矩方法（ M-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(yīng)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(yīng)的“對應(yīng)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(yīng)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(yīng)的剛度值，順橋向XD=Qbz/SDz，順橋向XD= Qbh /SDy。反應(yīng)譜分析Civil操作實例02反應(yīng)譜分析 Civil 操作實例

6、 - 抗震分析方法反應(yīng)譜分析 Civil 操作實例 - 反應(yīng)譜原理反應(yīng)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(yīng)譜分析 Civil 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

7、柱接蓋梁交接墩(1.3*1.6m)基礎(chǔ)：鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑1.5m，樁長50m分區(qū)特征周期0.4s，場地類別類，抗震設(shè)防烈度7度（0.1g）反應(yīng)譜分析 Civil 操作實例 - 邊界、荷載樁基礎(chǔ)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(yīng)譜分析 Civil 操作實例 - 振型計算周期對應(yīng)振型加速度峰值結(jié)構(gòu)的振型反應(yīng)譜反應(yīng)譜分析 Civil 操作實例 - 振型計算子空間迭代法多重Ritz向量法La

8、nczos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(yīng)譜分析時較好的方法是采用多重Ritz向量法。反應(yīng)譜分析 Civil 操作實例 - 振型計算反應(yīng)譜分析 Civil 操作實例 - 定義反應(yīng)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

9、體坐標系的X軸上時角度為0。反應(yīng)譜分析 Civil 操作實例 - 定義橋墩普通鋼筋反應(yīng)譜分析 Civil 操作實例 - 定義彈塑性材料本構(gòu)（鋼材）反應(yīng)譜分析 Civil 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(yīng)譜分析 Civil 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(yīng)值。CDN抗震驗算03CDN 抗震驗算CDN 抗震驗算 -E1 橋墩強度驗算CDN 抗震驗算 -E1 橋墩強度驗算CDN 抗震驗算 -E1 橋墩強度驗算輸出計算書CDN 抗震驗算 -E2 橋墩屈服判斷CDN 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(shè)置剛度調(diào)整系數(shù)注意設(shè)置邊界組。CDN 抗震驗算 - 支座驗算Pushover分析04Pushover 分析 - 目的CJJ166-2011Pushover 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線性關(guān)系。此處選擇“P-