橋梁地震作用與抗震驗(yàn)算

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1、§3橋梁地震作用與抗震驗(yàn)算l地震動(dòng)的特點(diǎn)地面運(yùn)動(dòng)的特性可以用三要素：強(qiáng)度（由振幅值大小表示）、頻譜和持續(xù)時(shí)間。ü如果地震的加速度或速度幅值很大，但地震時(shí)間短，建筑的破壞可能不大ü如果地面運(yùn)動(dòng)的加速度或速度幅值不太大，但地震波的卓越周期（頻譜分析中能量占主導(dǎo)地位的頻率成分）與結(jié)構(gòu)物基本周期接近，或者振動(dòng)時(shí)間很長(zhǎng)，其將對(duì)建筑物造成嚴(yán)重影響1、靜力理論階段1920年，由日本大森房吉教授提出震度概念假定：建筑物為絕對(duì)剛體，地震時(shí)和地面一起運(yùn)動(dòng)而無(wú)相對(duì)位移。因此，作用在建筑物每一層上的水平地震作用就等于該層質(zhì)量與地面運(yùn)動(dòng)最大加速度的乘積，即其中k－地震系數(shù)，也稱震度地震系數(shù)：反映震級(jí)、震中距、

2、地基等的影響缺點(diǎn)：忽略了結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性的影響。理論基礎(chǔ)為結(jié)構(gòu)均為剛性，結(jié)構(gòu)上任一點(diǎn)的加速度等于地震動(dòng)加速度2反應(yīng)譜理論階段1940年美國(guó)皮奧特（Biot)教授提出了彈性反應(yīng)譜的概念。至今我國(guó)和世界上許多國(guó)家規(guī)范仍然采用。作為一個(gè)單自由度彈性體系結(jié)構(gòu)的底部剪力或地震最大作用效應(yīng)為特點(diǎn):與靜力理論相比，多了一個(gè)動(dòng)力系數(shù)，隨結(jié)構(gòu)自振周期的變化其曲線與加速度反應(yīng)譜有相同的形狀；它是結(jié)構(gòu)周期和臨界阻尼比的函數(shù)，而且與土的動(dòng)力特性和覆蓋層厚度有關(guān)。仍把地震慣性力當(dāng)作靜力看待,稱為擬靜力法缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)是彈性的，不能反映結(jié)構(gòu)的彈塑性階段3、動(dòng)力非線性分析（彈塑性時(shí)程分析）根據(jù)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的動(dòng)力方程，選擇適當(dāng)

3、的強(qiáng)震記錄作為地震地面運(yùn)動(dòng)，然后按照所設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)確定結(jié)構(gòu)振動(dòng)的計(jì)算模型和結(jié)構(gòu)恢復(fù)力模型，利用數(shù)值解法求解動(dòng)力方程。該方法是一種動(dòng)力分析方法,可以直接計(jì)算出地面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中結(jié)構(gòu)的各種地震反應(yīng)（位移、速度、加速度）的變化過(guò)程，并且能夠描述強(qiáng)震作用下，結(jié)構(gòu)在彈塑性階段的變形情況直至倒塌的全過(guò)程。工作量較大，并且所選用的地震波也不一定與結(jié)構(gòu)實(shí)際遭遇的地震影響完全一致。規(guī)范規(guī)定對(duì)體形較復(fù)雜的建筑和一定高度的高層才采用該方法。全面考慮地震動(dòng)的三要素,可進(jìn)行結(jié)構(gòu)彈性,彈塑性地震反應(yīng)說(shuō)明：剛性構(gòu)造物指可近似視為剛體的橋梁構(gòu)造物。標(biāo)準(zhǔn)橋梁：指跨徑不超過(guò)150m的鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋、圬工或鋼

4、筋混凝土拱橋。非標(biāo)準(zhǔn)橋梁：指彎梁橋、斜交梁橋、墩高顯著差異或墩高超過(guò)30m的梁橋、剛架橋、組合體系橋梁等。大跨度橋梁：指斜拉橋、懸索橋、斜拉－懸索組合橋梁以及跨徑超過(guò)150m的拱橋等。標(biāo)準(zhǔn)化加速度反應(yīng)譜1、地震系數(shù)地面運(yùn)動(dòng)加速度峰值越大，地震烈度越大，即地震系數(shù)與地震烈度之間有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，烈度每增加一度，地震系數(shù)大致增加一倍。我國(guó)《抗震規(guī)范》規(guī)定的對(duì)應(yīng)于各地震基本烈度的k值，從表中可以看出，地震系數(shù)反映某地區(qū)基本烈度的大小，當(dāng)基本烈度確定后，地震系數(shù)為常數(shù)。2、動(dòng)力系數(shù)3、地震影響系數(shù)為應(yīng)用方便，根據(jù)不同地震烈度對(duì)應(yīng)的地震系數(shù)k值及標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)譜，令與僅相差一常系數(shù)地震

5、系數(shù)，的物理意義與相同橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)