公路抗震設(shè)計midas軟件使用

./公路抗震設(shè)計驗算功能公路抗震設(shè)計驗算概述公路抗震設(shè)計使用方法程序根據(jù)《公路橋梁抗震設(shè)計細則》〔JTG/TB02-01—2008容,對公路橋梁進行的抗震設(shè)計。具體設(shè)計流程如下：建立分析模型；定義彎矩-曲率曲線〔僅在橋墩及蓋梁強度驗算時定義；輸入反應譜地震荷載數(shù)據(jù)；運行分析；定義公路抗震設(shè)計用荷載組合；定義公路抗震設(shè)計參數(shù)及材料特性；定義截面配筋數(shù)據(jù)；定義抗震設(shè)計構(gòu)件類型；運行抗震設(shè)計；查看抗震驗算結(jié)果表格；查看抗震設(shè)計計算書——選擇"設(shè)計〉RC設(shè)計〉輸出RC設(shè)計計算書"。公路抗震設(shè)計注意事項進行公路抗震設(shè)計的混凝土材料及鋼筋材料特性必須選擇JTG04〔RC規(guī),否則程序提示"抗震設(shè)計單元材料選擇不正確"〔結(jié)構(gòu)分析時可不受此限制；進行公路抗震設(shè)計的蓋梁截面必須是"設(shè)計截面"中的截面,其他構(gòu)件截面必須是"數(shù)據(jù)庫/用戶"中的截面,否則程序提示"抗震設(shè)計用數(shù)據(jù)不存在"；在設(shè)計截面的剪切驗算位置欄中不輸入信息,程序?qū)茨J的剪切驗算位置自動計算剪切應力,各種截面程序默認的剪切驗算位置參見聯(lián)機幫助；定義設(shè)計截面時輸入的抗剪用腹板最小厚度將用來作為抗彎和抗剪驗算的腹板厚度,因此一定要指定抗剪用腹板厚度,否則抗彎驗算的結(jié)果不可信,且不能得到剪切應力的計算結(jié)果；程序默認水平的"設(shè)計截面"梁單元按梁設(shè)計,豎直的"數(shù)據(jù)庫/用戶"截面梁單元按柱設(shè)計,對于傾斜的梁單元,需要在"設(shè)計〉一般設(shè)計參數(shù)〉編輯構(gòu)件類型"中指定構(gòu)件類型,否則程序提示"不是適合的構(gòu)件類型"的錯誤信息；梁構(gòu)件的普通鋼筋數(shù)據(jù)要在前處理的"截面鋼筋"中輸入,柱構(gòu)件的普通鋼筋數(shù)據(jù)要在"設(shè)計〉RC設(shè)計〉RC設(shè)計截面配筋"中輸入,否則程序提示"抗震設(shè)計用數(shù)據(jù)不存在"；當設(shè)計規(guī)選擇為"JTG/TB02-01—2008"時,設(shè)計用截面配筋中"箍筋類型"的"直徑"和"肢數(shù)"將采用按截面Y、Z向分開的方式輸入,這樣便于用戶配置多種箍筋形式；定義彎矩-曲率曲線之前必須在"模型〉材料和截面特性〉彈塑性材料特性"中定義混凝土和鋼筋材料的本構(gòu)關(guān)系,否則因無材料特性而無法定義彎矩-曲率曲線；程序按自動計算鋼筋屈服應變,各等級鋼筋屈服應變詳見下表：鋼筋等級屈服應力fyMPa彈性模量EMPa默認屈服應變εyHRB3353352.0e50.1675%HRB4004002.0e50.2%KL4004002.0e50.2%R2352352.1e50.112%抗震驗算構(gòu)件〔除蓋梁外其他所有構(gòu)件必須在"設(shè)計〉一般設(shè)計參數(shù)〉自由長度、計算長度系數(shù)"中定義柱構(gòu)件計算長度數(shù)據(jù),否則程序提示"設(shè)計單元缺少計算長度數(shù)據(jù)"；對于橋墩構(gòu)件,計算長度數(shù)據(jù)要用于程序計算P-M曲線,所以必須要定義準確,否則程序默認??；反應譜函數(shù)中新增了"JTG/TB02-01—2008"規(guī),程序通過用戶選擇的不同參數(shù)按照規(guī)公式〔5.2.1計算輸出水平向設(shè)計加速度反應譜函數(shù),對于豎向設(shè)計加速度反應譜函數(shù),程序先根據(jù)用戶所選的"基巖"和"土層"來計算"豎向/水平向譜比函數(shù)R",然后在水平反應譜函數(shù)的基礎(chǔ)上按照規(guī)5.2.5的要求計算輸出豎向設(shè)計加速度反應譜函數(shù)；公路抗震設(shè)計用荷載組合必須在"結(jié)果〉荷載組合〉混凝土設(shè)計"中定義〔程序自動生成或用戶自定義,荷載工況中必須包括地震〔反應譜荷載類型,否則無法進行抗震設(shè)計驗算；自動生成抗震荷載組合時,程序會將定義的所有地震〔反應譜荷載工況采用SRSS方式先進行組合,然后再按照規(guī)3.4的要求將永久作用與地震作用〔SRSS結(jié)果組合,組合時永久作用和地震作用組合系數(shù)均取1.0；對于地震作用考慮到作用方向的不確定性,程序自動組合時考慮了正、反兩個方向的組合,即一加一減的形式；自動生成抗震荷載組合時,地震作用中不考慮地震土壓力和地震水壓力,僅考慮地震動〔反應譜的作用,由于時程荷載不支持計算結(jié)果的線性疊加,所以荷載組合中的地震作用不考慮時程荷載,僅考慮反應譜荷載；程序根據(jù)地震作用等級和結(jié)構(gòu)是否進入塑性狀態(tài),將抗震驗算劃分為"E1地震作用、E2地震作用〔彈性、E2地震作用〔彈塑性"三個階段；定義橋墩構(gòu)件時必須選擇連續(xù)的橋墩單元,否則程序提示"[錯誤]單元間沒有連成直線"；對于雙柱墩、排架墩,其順橋向容許位移程序按08抗震細則中公式〔7.4.7計算,橫橋向容許位移由用戶自行計算后輸入,程序不提供自動計算功能；"塑性鉸區(qū)域"選項僅在E2地震作用彈塑性階段計算延性墩柱剪力設(shè)計值時起作用,其中"底部"對應08抗震細則中公式〔6.8.2-1和〔6.8.2-3的容,"頂、底部"對應公式〔6.8.2-2和〔6.8.2-4的容；橋墩驗算時必須要有彎矩-曲率的關(guān)系數(shù)據(jù),用戶可以在前處理中定義"彎矩-曲率曲線",也可以在"用戶定義"中直接輸入相關(guān)數(shù)據(jù)來定義彎矩-曲率關(guān)系,否則程序提示"[錯誤]鋼筋砼抗震設(shè)計構(gòu)件類型數(shù)據(jù)<號:4>有錯誤。<項目:橋墩-用戶定義屈服曲率>"；定義蓋梁構(gòu)件時必須選擇連續(xù)的蓋梁單元,否則程序提示"[錯誤]單元間沒有連成直線"；"相連墩頂節(jié)點"選項僅在E2地震作用彈塑性階段計算延性橋墩蓋梁的彎矩設(shè)計值時起作用,如果沒有指定蓋梁相連的墩頂節(jié)點,程序因調(diào)取不到值而使計算的彎矩設(shè)計結(jié)果不可信,對于蓋梁連接多個橋墩的情況,程序默認取所有橋墩墩頂彎矩的最大值作為的結(jié)果；"塑性轉(zhuǎn)動能力"和"活動盆式支座水平位移"兩項需要用戶另外定義時程荷載來單獨進行驗算,其他項目均需定義反應譜荷載進行驗算；主拱圈截面若定義為圓形,程序則不進行主拱抗彎強度驗算；08抗震細則6.3.7推薦板式橡膠支座和固定盆式支座用線性彈簧單元來模擬,對應程序中應采用彈性連接單元；推薦活動盆式支座用理想彈塑性彈簧單元模擬,對應程序中應采用一般連接單元。公路抗震設(shè)計驗算說明公路抗震設(shè)計驗算容程序根據(jù)地震作用和橋梁抗震設(shè)防類別的不同,分別給出如下14項驗算結(jié)果。橋墩強度驗算橋臺強度驗算基礎(chǔ)強度驗算蓋梁抗彎強度驗算蓋梁抗剪強度驗算主拱抗彎強度驗算主拱偏壓強度驗算橋墩塑性鉸抗剪強度驗算支座厚度驗算〔板式橡膠支座支座抗滑穩(wěn)定性驗算〔板式橡膠支座支座水平位移驗算〔活動盆式支座支座水平力驗算〔固定盆式支座橋墩墩頂位移驗算〔規(guī)則橋梁塑性轉(zhuǎn)動能力驗算公路抗震設(shè)計驗算結(jié)果說明橋墩強度驗算橋墩強度驗算對應的是08抗震細則7.2.2和7.3.1的容；程序?qū)1和E2地震作用下的橋墩強度采用相同的驗算方法；軸心-Fxmin表示在軸力最小時的軸心受壓驗算,設(shè)計值rNd取抗震荷載組合計算結(jié)果；軸心抗壓承載力按公式計算,構(gòu)件計算長度需在"設(shè)計〉一般設(shè)計參數(shù)〉自由長度和計算長度系數(shù)"中定義,為構(gòu)件全截面面積,當縱向鋼筋配筋率大于3%時,改用凈截面面積；偏心-Fxmin<My>表示軸力最小時的偏心受壓驗算,偏心-Mymin表示主彎矩最小時的偏心受壓驗算,偏心-Mymax表示主彎矩最大時的偏心受壓驗算,偏壓驗算的設(shè)計值rNd取抗震荷載組合計算結(jié)果；目前程序僅對偏心荷載引起的強軸方向彎矩進行偏心受壓驗算,程序默認強軸為單元坐標系軸,用戶可通過修改單元坐標的β角來建立與實際柱構(gòu)件一致的有限元模型；程序計算偏心抗壓承載能力的過程如下：首先按軸心受壓構(gòu)件進行驗算,驗算參考JTG04規(guī)公式〔5.3.1；按照JTG04規(guī)公式〔5.3.10計算偏心距增大系數(shù)η；當偏心矩較大時〔,程序默認按大偏心受壓構(gòu)件計算,混凝土截面受壓區(qū)高度按下面公式計算：其中受拉鋼筋應力。由計算得到的值判斷是否滿足大偏心受壓構(gòu)件的判定條件,如果滿足判定條件,此就是截面受壓區(qū)高度,如果不滿足,則要按小偏心受壓構(gòu)件進行驗算。當且滿足時,按下式輸出大偏心抗壓承載能力當偏心矩較小時〔,程序默認按小偏心受壓構(gòu)件計算,此時鋼筋應力沒有達到鋼筋的最大拉應力,最外層鋼筋的應力按JTG04規(guī)公式〔-1計算,即,其中和值程序部通過混凝土強度等級調(diào)取數(shù)據(jù)；,為第i層縱向鋼筋截面重心至受壓較大邊邊緣的距離,其中為第i層鋼筋到截面邊緣的距離。混凝土受壓區(qū)高度的計算采用與大偏心受壓構(gòu)件相同的公式,將代入方程后整理得到：解此一元三次方程將得到3個值,根據(jù)與的關(guān)系分為以下三種情況計算鋼筋應力：當時,由計算得到的按JTG04規(guī)公式〔-1重新計算鋼筋應力；當時,??；當時,說明構(gòu)件全截面受壓,取按照JTG04規(guī)公式〔-1重新計算鋼筋應力；根據(jù)計算得到的鋼筋應力按下式輸出小偏心抗壓承載力"組合名稱"表示計算力所對應的荷載組合名稱。橋臺強度驗算橋臺強度驗算對應的是08抗震細則7.2.1的容；程序暫時沒有采用細則6.9中橋臺水平地震力的計算方法,僅對E1和E2地震作用下B、C類橋梁采用相同的方法進行橋臺強度驗算；具體驗算方法與"橋墩強度驗算"相同,可參照上述容的說明?；A(chǔ)強度驗算基礎(chǔ)強度驗算對應的是08抗震細則7.2.1、7.2.2和7.3.5的容；由于E2彈塑性階段的設(shè)計力不易取得,所以目前程序不支持E2彈塑性階段的基礎(chǔ)強度驗算；《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)》〔JTGD63—20074.2.2中計算基礎(chǔ)強度的方法與程序計算梁單元組合應力相同,所以基礎(chǔ)強度設(shè)計值程序直接調(diào)取后處理結(jié)果中抗震荷載組合作用下的梁單元應力,其中從梁單元應力結(jié)果表格中調(diào)取"軸向"結(jié)果作為軸壓設(shè)計應力值,調(diào)取"Cb1~Cb4"中的最小值作為偏壓設(shè)計應力值；地基承載力容許值Fa由用戶在定義基礎(chǔ)構(gòu)件時輸入,抗力系數(shù)按《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)》〔JTGD63—20073.3.6的規(guī)定取值,當時,取,當時,取；蓋梁抗彎強度驗算蓋梁抗彎強度驗算對應的是08抗震細則7.2.2和7.3.6的容；程序僅對E1地震作用的D類和E2地震作用的B、C類橋梁進行蓋梁抗彎強度驗算,其中E1地震作用和E2地震作用〔彈性采用相同的驗算方法,E2地震作用〔彈塑性采用細則6.8.3的計算方法；E1和E2地震作用〔彈性時,程序直接調(diào)取抗震荷載組合計算的彎矩值作為蓋梁抗彎強度設(shè)計值,抗彎承載力按照JTG04規(guī)中公式〔8.2.4-1計算；E2地震作用〔彈塑性時,程序首先按公式〔6.8.3計算蓋梁抗彎強度設(shè)計值,其中墩柱上端截面彎矩值由P-M曲線取得,對于蓋梁連接多個橋墩的情況,程序默認取所有橋墩墩頂彎矩的最大值作為,然后根據(jù)細則7.3.6的規(guī)定將計算的彎矩設(shè)計值與永久作用效應組合后作為蓋梁彎矩的設(shè)計結(jié)果輸出驗算,抗彎承載力的計算方法同上；"最大/最小"表示不同抗震荷載組合產(chǎn)生的截面彎矩的最大、最小值；"類型"表示輸出所屬荷載組合的力〔最大、最小狀態(tài),表格中的結(jié)果是采用"與輸出力狀態(tài)同時發(fā)生的力"計算的。蓋梁抗剪強度驗算蓋梁抗剪強度驗算對應的是08抗震細則7.2.2和7.3.6的容；程序僅對E1地震作用的D類和E2地震作用的B、C類橋梁進行蓋梁抗彎強度驗算,其中E1地震作用和E2地震作用〔彈性采用相同的驗算方法,E2地震作用〔彈塑性采用6.8.4的計算方法；E1和E2地震作用〔彈性時,程序直接調(diào)取抗震荷載組合計算的剪力值作為蓋梁抗剪強度設(shè)計值,抗剪承載力按照JTG04規(guī)中公式〔8.2.6計算；E2地震作用〔彈塑性時,程序首先按公式〔6.8.4計算蓋梁抗剪強度設(shè)計值,其中蓋梁左、右截面的彎矩值和程序按JTG04規(guī)中正截面抗彎承載力的公式進行計算,計算時材料強度的設(shè)計值改為標準值,然后根據(jù)7.3.6的規(guī)定將計算的剪力設(shè)計值與永久作用效應組合后作為蓋梁剪力的設(shè)計結(jié)果輸出驗算,抗剪承載力的計算方法同上；"截面驗算"表示按JTG04規(guī)公式〔8.2.5對抗剪截面進行驗算,當滿足公式〔8.2.5要求時,顯示"OK",表示截面設(shè)計合理,否則顯示"NG",此時需對截面進行修改直到滿足公式〔8.2.5的要求。主拱抗彎強度驗算主拱抗彎強度驗算對應的是08抗震細則7.2.1和7.3.3的容；程序僅對E1和E2地震作用的B、C類橋梁采用相同方法進行主拱抗彎強度驗算,程序直接調(diào)取抗震荷載組合計算的彎矩值作為抗彎強度設(shè)計值,抗彎承載力按照JTG04規(guī)5.2.2～5.2.5的容進行計算；設(shè)計彎矩Mu為負值時,得到的Mn為負彎矩承載能力,設(shè)計彎矩Mu為正值時,得到的Mn為正彎矩承載能力；對截面受拉區(qū)配置不同種類鋼筋的受彎構(gòu)件,其正截面相對界限受壓區(qū)高度取相應于各種鋼筋的較小者。主拱偏壓強度驗算主拱偏壓強度驗算對應的是08抗震細則7.2.1和7.3.3的容；程序僅對E1和E2地震作用的B、C類橋梁采用相同方法進行主拱偏壓強度驗算,程序直接調(diào)取抗震荷載組合計算的軸力值作為偏壓強度設(shè)計值,抗壓承載力的計算方法可參考JTG04規(guī)5.3的容；"主拱偏壓強度驗算"與"橋墩強度驗算"方法相同,可參照上述容的說明。橋墩塑性鉸抗剪強度驗算橋墩塑性鉸抗剪強度驗算對應的是08抗震細則7.3.4的容；程序僅在E2地震作用〔彈塑性時提供橋墩塑性鉸抗剪強度驗算功能；程序按公式〔6.8.2-1～〔6.8.2-4計算橋墩塑性鉸區(qū)域的剪力值,計算時采用的具體公式由用戶定義橋墩構(gòu)件時對"塑性鉸區(qū)域"的選擇來決定,其中墩柱上、下截面的彎矩值、、和由P-M曲線得到,最后輸出所有計算剪力中的最大值作為橋墩塑性鉸區(qū)域的剪力設(shè)計值進行驗算；橋墩塑性鉸區(qū)域抗剪承載力按公式計算,其中箍筋提供的抗剪能力按公式計算,計算核心混凝土面積時,若一個截面輸入有多個混凝土保護層厚度Dc值,則取最大值；"剪力方向"的順橋向?qū)袅z的結(jié)果,橫橋向?qū)袅y的結(jié)果。支座厚度驗算〔板式橡膠支座支座厚度驗算〔板式橡膠支座對應的是08抗震細則7.2.3-1和7.5.1-1的容；E1和E2地震作用時程序采用相同的驗算方法,其中順橋向變形和橫橋向變形均按公式〔7.2.3-2計算；對于順橋向變形,程序從位移分析結(jié)果中調(diào)取地震荷載〔反應譜作用下彈性連接的兩個節(jié)點在DX方向位移差的絕對值作為地震作用產(chǎn)生的順橋向水平位移值〔即兩節(jié)點的相對位移,調(diào)取永久荷載作用下彈性連接的兩個節(jié)點在DX方向位移差的絕對值作為永久作用產(chǎn)生的順橋向水平位移值；對于橫橋向變形,程序從位移分析結(jié)果中調(diào)取地震荷載〔反應譜作用下彈性連接的兩個節(jié)點在DY方向位移差的絕對值作為地震作用產(chǎn)生的橫橋向水平位移值〔即兩節(jié)點的相對位移,調(diào)取永久荷載作用下彈性連接的兩個節(jié)點在DY方向位移差的絕對值作為永久作用產(chǎn)生的橫橋向水平位移值；板式橡膠支座的橡膠層總厚度由用戶輸入,如果順橋向和橫橋向支座變形均小于支座厚度,說明支座厚度驗算滿足要求,顯示"OK",否則顯示"NG"。支座抗滑穩(wěn)定性驗算〔板式橡膠支座支座抗滑穩(wěn)定性驗算〔板式橡膠支座對應的是08抗震細則7.2.3-1和7.5.1-2的容；E1和E2地震作用時程序采用相同的驗算方法,其中順橋向水平力和橫橋向水平力均按公式〔7.2.3-4計算；對于順橋向水平力,程序從彈性連接分析結(jié)果中調(diào)取地震荷載〔反應譜作用下"剪力-z"平均值的絕對值作為地震作用產(chǎn)生的順橋向水平力,調(diào)取永久荷載作用下"剪力-z"平均值的絕對值作為永久作用產(chǎn)生的順橋向水平力；對于橫橋向水平力,程序從彈性連接分析結(jié)果中調(diào)取地震荷載〔反應譜作用下"剪力-y"平均值的絕對值作為地震作用產(chǎn)生的橫橋向水平力,調(diào)取永久荷載作用下"剪力-y"平均值的絕對值作為永久作用產(chǎn)生的橫橋向水平力；對于水平力容許值,程序從彈性連接分析結(jié)果中調(diào)取自重荷載〔恒荷載作用下"軸向"平均值的絕對值作為上部結(jié)構(gòu)重力在支座上產(chǎn)生的反力,支座的動摩阻系數(shù)由用戶輸入,如果順橋向和橫橋向水平力均小于水平力容許值,說明支座抗滑穩(wěn)定性驗算滿足要求,顯示"OK",否則顯示"NG"。支座水平位移驗算〔活動盆式支座支座水平位移驗算〔活動盆式支座對應的是08抗震細則7.2.3-2和7.5.2的容；E1和E2地震作用時程序采用相同的驗算方法,順橋向水平位移和橫橋向水平位移均按公式〔7.2.3-6計算；對于順橋向水平位移,程序從時程分析結(jié)果中調(diào)取地震荷載〔時程作用下一般連接的兩個節(jié)點在DZ方向的絕對最大值作為地震作用產(chǎn)生的順橋向水平位移值,從位移分析結(jié)果中調(diào)取永久荷載作用下一般連接的兩個節(jié)點在DX方向位移差的絕對值作為永久作用產(chǎn)生的順橋向水平位移值；對于橫橋向水平位移,程序從時程分析結(jié)果中調(diào)取地震荷載〔時程作用下一般連接的兩個節(jié)點在DY方向的絕對最大值作為地震作用產(chǎn)生的橫橋向水平位移值,從位移分析結(jié)果中調(diào)取永久荷載作用下一般連接的兩個節(jié)點在DY方向位移差的絕對值作為永久作用產(chǎn)生的橫橋向水平位移值；活動盆式支座容許滑動的水平位移由用戶輸入,驗算判斷方法參照"支座厚度驗算〔板式橡膠支座"的容。支座水平力驗算〔固定盆式支座支座水平力驗算〔固定盆式支座對應的是08抗震細則7.2.3-2和7.5.2的容；E1和E2地震作用時支座順橋向和橫橋向水平力均按公式〔7.2.3-8計算,具體計算方法與板式橡膠支座抗滑穩(wěn)定性驗算相同,可參考后者驗算容的說明；固定盆式支座容許承受的最大水平力由用戶輸入,驗算判斷方法參照"支座抗