大学课件_建筑结构抗震设计5.2 桥梁按反应谱理论的计算方法.pptx

1、第五章桥梁结构抗震设计5.1 震害及其分析5.2 桥梁按反应谱理论的计算方法5.3 桥梁结构地震反应分析5.4 桥梁抗震延性设计G=mg1=kh=|xg+x*|max/|xg|maxkh=|xg|max/g&5.2 桥梁按反应谱理论的计算方法一、桥梁地震设计反应谱法1、单质点地震作用根据设计反应谱计算的单质点地震作用为：FE=CiCzkhG=CiCz1G式中，水平地震系数Kh和动力放大系数的乘积即为水平地震作用影响系数1；公路抗震规范设计反应谱动力放大系数：图中的横坐标为结构自振周期T（以秒为单位）Ci为结构重要性修正系数，对一般结构（如二级公路一般工程等）取1，见表5-1；Cz为考虑结构弹塑

2、性作用采用综合影响系数，一般为0.200.35 ，见表5-2；水平地震系数Kh与地震烈度有关，见表5-3；路线等级及构造物重要性修正系数Ci高速公路和一级公路上的抗震重点工程17高速公路和一级公路的一般工程，二级公路的抗震重点工程，二、三级公路上桥梁的梁端支座13二级公路的一般工程,三级公路上的抗震重点工程,四级公路上桥梁的梁端支座10三级公路的一般工程、四级公路上的抗震重点工程06表51 结构重要性修正系数Ci：注：(1)位于基本烈度为9度地区的高速公路和一级公路上抗震重点工程，其重要性修正系数也可采用15。(2)抗震重点工程系指特大桥、大桥、隧道和破坏后修复(抢修)困难的路基中桥和挡土墙等

3、工程。一般工程系指非重点的路基、中小桥和挡土墙等工程。桥梁和墩、台类型桥墩计算高度H(米)H1010H2020H0.5s时），Cz=1/；中频结构（T1=0.050.5s），Cz=1/(2 1)1/2；高频结构（T1=0.030.05s），=1。对一般砖石结构23；对一般钢筋混凝土结构=4。因此，对干一般高度的石砌墩台，Cz=1/3；对于一般高度的钢筋混凝土墩台，z=1/4，对于钢筋混凝土高墩（高度大于60m），Cz=1/21/3，铁路抗震规范采用Cz=1/2。设计烈度（度）水平地震系数Kh70.180.290.3表5-3 设防烈度与水平地震系数Kh的关系T(s)铁路桥梁设计采用的设计反应计算

4、谱曲线如图所示。I类场地土 =0.450/TII类场地土 =0.675/TIII类场地土 =1.575/T铁路桥梁设计反应谱曲线Fji=CiCzKh j jx jiGi其中j为j振型的振型参与系数，Xji为j振型i质点处的振型分量各阶振型质点产生的作用力Fi（或位移Si）采用平方和开平方法(SRSS法)或CQC方法计算。(5-9)2、多质点体系地震作用对干多质点弹性体系的桥梁结构，对应i质点j振型（相应周期为Tj）的地震作用Fji为计算中应注意，Gi为墩身第i个质点（或第i个分段）的墩身重量。对于墩顶，则Gi=G1。G1近似地包括梁部结构，活载和墩帽以及部分墩身的重量。12m1m2桥梁墩台横桥

5、轴方向计算模型（考虑基础作用）墩台顺桥方向水平地震作用计算（考虑基础作用）1*m11x3、多质点体系地震作用的简化计算如果桥墩不高、基础为明挖、入土不太深、而地基土又较差时，则墩身的刚性比较大，第一振型对振动的影响也比较大，可不考虑较高阶振型的影响，此时，墩身振动时的第一振型可以近似乎取顶边为1的倒三角形（=）(5-9)HHiH图5-8 墩身振动第一振型gmgmx*1lx*il12inm1=G1mi=Gigm=Gx*m1l 第一振型振动计算简图*mi1x*m11HiHx=*=1)m11(xn ni=1 i=1n n2ii=1 i=1第i个质点的地震作用Fi为Fi CiCzkH1 1GiHi/H4.桥梁构件截面抗震验算-按反应谱方法1、抗震荷载效应组合下截面验算设计表示式：Sd bRd,k k b：构件工作条件系数，矩形截面0.95，圆形截面0.68Sd：荷载效应函数；Rd：抗力效应函数Gk：非震作用效应；Qdk：地震作用效应g：非震作用荷载安全系数；q：地震作用安全系数另外考虑非震组合。