工程抗震-7課件

07一月2024工程抗震-713.1設(shè)計(jì)流程13.1設(shè)計(jì)性能與破壞調(diào)查橋梁是社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施，建設(shè)費(fèi)用高、公共性強(qiáng)。區(qū)域抗震防災(zāi)、危機(jī)管理的一個(gè)組成部分，地震破壞將帶來(lái)重大的次生災(zāi)害（道路是城市的生命線(xiàn)）。自唐山地震以來(lái)，我國(guó)開(kāi)始考慮橋梁的抗震設(shè)計(jì)。1）橫向移動(dòng)分隔帶撞擊破壞2）縱向移動(dòng)3）承載能力不足百花大橋橋墩破壞情況小漁洞大橋完全垮塌日本阪神地震橋梁震害-剪切破壞日本阪神地震橋梁震害-彎曲破壞4）支座破壞落梁地震時(shí)橋梁破壞特征（1）上部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度破壞比較少（2）地基基礎(chǔ)除液化外因承載力問(wèn)題引起的破壞實(shí)例比較少（3）主要的破壞形式：

橋墩的剪切破壞（延性不足）橋墩的彎曲破壞（具有良好的抗塌能力）支座破壞（落梁）。

獨(dú)柱式結(jié)構(gòu)破壞尤為嚴(yán)重剪切破壞的機(jī)理4個(gè)階段：截面彎矩達(dá)到開(kāi)裂強(qiáng)度時(shí)截面出現(xiàn)水平彎曲裂縫；隨著裂縫的發(fā)展和荷載強(qiáng)度的提高，柱內(nèi)出現(xiàn)斜方向的剪切裂縫；局部剪切裂縫增大，箍筋屈服導(dǎo)致剪切裂縫進(jìn)一步增長(zhǎng)；發(fā)生脆性的剪切破壞。彎曲破壞的機(jī)理4個(gè)階段：當(dāng)彎矩達(dá)到開(kāi)裂強(qiáng)度時(shí)截面出現(xiàn)水平彎曲裂縫；隨著裂縫的發(fā)展和荷載強(qiáng)度的提高，受拉側(cè)的縱筋達(dá)到屈服強(qiáng)度；隨著變形量的增大，保護(hù)層混凝土脫落、塑性鉸范圍擴(kuò)大；鋼筋壓屈（或拉斷）和內(nèi)部混凝土壓碎、崩裂。第十四講橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)（二）13.2公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則1）一般事項(xiàng)兩階段設(shè)計(jì)：E1地震重現(xiàn)期為467年，E2地震重現(xiàn)期大約2700年。重要性分類(lèi)：分A-D類(lèi)，A類(lèi)相當(dāng)于建筑物的甲類(lèi)。設(shè)防目標(biāo)：E1地震作用時(shí)不損壞或不需修復(fù)可繼續(xù)使用；E2地震作用時(shí)，A類(lèi)橋梁震后可繼續(xù)使用，B、C類(lèi)橋梁震后可修。適用范圍：跨徑小于150m的混凝土梁橋、圬工或混凝土拱橋。斜拉橋和懸索橋、跨徑超過(guò)150m的特大跨徑梁橋和拱橋只給出抗震設(shè)計(jì)原則。大于9度地區(qū)的橋梁和有特殊要求的大跨度或特殊橋梁，其抗震設(shè)計(jì)應(yīng)作專(zhuān)門(mén)研究?？拐鹪O(shè)計(jì)范圍：A、B和C類(lèi)橋梁進(jìn)行E1和E2作用下的抗震設(shè)計(jì)。D類(lèi)橋梁只進(jìn)行E1作用下的抗震設(shè)計(jì)。2）橋梁抗震設(shè)防分類(lèi)和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)A類(lèi)橋梁：主跨超過(guò)150m的特大橋，B類(lèi)橋梁是指除A類(lèi)以外的高速公路和一級(jí)公路上的橋梁及二級(jí)公路上的大橋、特大橋等，C類(lèi)橋梁是指屬A、B、D類(lèi)以外的公路橋梁，D類(lèi)橋梁是指位于三、四級(jí)公路上的中橋、小橋。各類(lèi)橋梁的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)各類(lèi)橋梁的重要性系數(shù)3）場(chǎng)地和地基場(chǎng)地分類(lèi)同建筑物抗震設(shè)計(jì)液化判斷以及處理基本同建筑物抗震設(shè)計(jì)地基承載能力驗(yàn)算以及樁基驗(yàn)算基本同建筑物抗震設(shè)計(jì)4）地震作用

（1）一般情況下只考慮水平向地震作用，直線(xiàn)橋可分別考慮順橋向和橫橋向的地震作用。（2）豎向地震作用：設(shè)防烈度為8度和9度時(shí)的拱式結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)懸臂橋梁結(jié)構(gòu)和大跨度結(jié)構(gòu)，應(yīng)同時(shí)考慮豎向地震作用。（3）地震作用分量組合當(dāng)同時(shí)考慮三個(gè)方向的地震作用時(shí)，總的地震作用效應(yīng)為：其中，EX、EY和EZ分別為X、Y和Z方向上的地震作用最大效應(yīng)。（4）計(jì)算方法：可以用設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜、設(shè)計(jì)地震動(dòng)時(shí)程和設(shè)計(jì)地震動(dòng)功率譜表達(dá)。（5）加速度反應(yīng)譜：阻尼比為5％的水平設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜Smax=2.25CiCsCdA式中，Ci為重要性系數(shù)、Cs為場(chǎng)地系數(shù)、Cd為阻尼調(diào)整系數(shù)、A為設(shè)計(jì)基本地震加速度峰值豎向設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜由水平向設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜乘以下式給出的豎向/水平向譜比函數(shù)R?；鶐r場(chǎng)地：R=0.65（偏于安全考慮）土層場(chǎng)地：5）計(jì)算方法抗震分析時(shí)可將橋梁劃分為規(guī)則橋梁和非規(guī)則橋梁兩類(lèi)，分別采用對(duì)應(yīng)的方法。時(shí)程計(jì)算方法、反應(yīng)譜法在第5章已經(jīng)作了詳細(xì)的闡述，與建筑結(jié)構(gòu)之間沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別。抗震設(shè)計(jì)方法類(lèi)別：A類(lèi)抗震設(shè)計(jì)方法類(lèi)別：B類(lèi)規(guī)則非規(guī)則規(guī)則非規(guī)則E1地震作用SM/MMMM/THSM/MMSM/MME2地震作用SM/MMMM/TH――注：TH為線(xiàn)性或非線(xiàn)性時(shí)程計(jì)算方法；SM為單振型反應(yīng)譜；MM為多振型反應(yīng)譜法。規(guī)則橋梁的定義參數(shù)參數(shù)值單跨最大跨徑≤90m墩高≤30m單墩長(zhǎng)細(xì)比大于2.5且小于10跨數(shù)23456及半徑R<90°，同時(shí)曲梁半徑R≥20b（b為橋?qū)挘┛缗c跨間最大跨長(zhǎng)比3221.51.5軸壓比<0.3跨與跨間橋墩最大剛度比—4432下部結(jié)構(gòu)類(lèi)型橋墩為單柱墩、雙柱框架墩、多柱排架墩地基條件不易液化、側(cè)向滑移或易沖刷的場(chǎng)地，遠(yuǎn)離斷層6）延性設(shè)計(jì)的容許地震損傷位置基礎(chǔ)、蓋梁、梁體、節(jié)點(diǎn)、剪切強(qiáng)度按能力保護(hù)構(gòu)件設(shè)計(jì)（即地震時(shí)不容許發(fā)生這些破壞），損傷發(fā)生在橋墩。這是根據(jù)地震以后修復(fù)難易程度、是否發(fā)生致命性倒塌破壞來(lái)考慮的。即使對(duì)橋墩，損傷截面為之也使限定的，發(fā)生在墩底、墩頂和墩底。這是根據(jù)地震損傷對(duì)結(jié)構(gòu)延性性能的影響程度決定的。在墩底截面進(jìn)入塑性的結(jié)構(gòu)，延性?xún)?yōu)于中間截面進(jìn)入塑性的結(jié)構(gòu)。塑性截面位置的影響7）建模原則反映結(jié)構(gòu)的空間動(dòng)力特性：一般采用桿系結(jié)構(gòu)計(jì)算，質(zhì)量為集中質(zhì)量（因?yàn)榈碗A振型對(duì)結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響非常