三年級上冊數(shù)學(xué)課件-41加法｜人教新課標(biāo)

基于性能的橋梁抗震設(shè)計及評價

1基于性能的橋梁抗震設(shè)計及評價1

地震的危害2地震的危害2研究背景及意義

1、現(xiàn)行抗震設(shè)計思想的不足；

2、可預(yù)測的抗震性能，且性能目標(biāo)可以按需選擇。3研究背景及意義3橋梁抗震設(shè)計發(fā)展過程

1.剛性設(shè)計2.柔性設(shè)計3.延性設(shè)計4.結(jié)構(gòu)控制設(shè)計5.基于性能的抗震設(shè)計4橋梁抗震設(shè)計發(fā)展過程

基于性能的抗震設(shè)計的主要步驟5基于性能的抗震設(shè)計的主要步驟5一、設(shè)計

算例基于性能的抗震設(shè)計方法為“三水準(zhǔn)設(shè)防、三階段設(shè)計”方法。設(shè)計過程包括：概念設(shè)計、多遇地震下的強度設(shè)計、設(shè)計地震下的基于位移設(shè)計、罕遇地震下的基于位移設(shè)計。6一、設(shè)計6

由于《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》采用的是“三水準(zhǔn)設(shè)防、兩階段設(shè)計”的方法，因此在規(guī)范中設(shè)計只規(guī)定了多遇地震和罕遇地震的地震影響系數(shù)最大值，本算例借鑒謝禮立院士等人的研究成，定義了設(shè)計地震的地震影響系數(shù)最大值。如下表：77概念設(shè)計

在進行抗震分析和設(shè)計開始之前，選擇合理的抗震方案。8概念設(shè)計在進行抗震分析和設(shè)計開始之前，選擇合理的橋墩基于性能抗震設(shè)計9橋墩基于性能抗震設(shè)計9多遇地震下強度設(shè)計

當(dāng)橋梁遭遇50年超越概率為63％的多遇地震作用時，橋梁不需修復(fù)就能滿足完全運營的性能目標(biāo)。這一階段的設(shè)計方法為強度設(shè)計，分析方法為彈性反應(yīng)譜方法，應(yīng)使用開裂截面特性。10多遇地震下強度設(shè)計當(dāng)橋梁遭遇50年超開裂截面慣性矩的計算方法

(CaltransSDC1．3)根據(jù)配筋率(初步估計)和軸壓比查墩開裂截面慣性矩與毛截面慣性矩比值。11開裂截面慣性矩的計算方法

(CaltransSDC1．3設(shè)計地震下基于位移的設(shè)計

普通橋梁在遭受50年超越概率為10％的設(shè)計地震作用時，允許橋墩發(fā)生一定程度的破壞，但這種破壞應(yīng)該限制在可修范圍內(nèi)，且應(yīng)能保證橋梁具有震后有限運營的性能要求，震后經(jīng)一段時間修復(fù)后，可以幾乎全部恢復(fù)震前的完全運營能力。這一階段橋墩將產(chǎn)生一定程度的彈塑性變形，因此選擇基于位移的設(shè)計方法。12設(shè)計地震下基于位移的設(shè)計普通橋梁在遭罕遇地震下基于位移的

設(shè)計方法的設(shè)計

保證橋梁能夠在50年超越概率為2％的罕遇地震下不倒塌要求。13罕遇地震下基于位移的

設(shè)計方法的設(shè)計保算例橋墩基于性能抗震設(shè)

計過程的主要參數(shù)

14算例橋墩基于性能抗震設(shè)

計過程的主要參數(shù)14模型反應(yīng)譜分析

為了檢驗上述簡化計算的正確性，采用midasCivil(2010版)建模進行反應(yīng)譜分析（設(shè)計地震下）。

由于設(shè)計地震下已開裂，為了精確模擬，模型的剛度可采用0.4折減（材料強度乘以0.4）。15模型反應(yīng)譜分析為了檢驗上述簡化計算的位移等值線圖如下圖：16位移等值線圖如下圖：16分析

由圖形可知，墩頂最大位移為55mm，與前述算例中的60.72mm的誤差為9.4%<10%，從而證明了簡化計算的準(zhǔn)確性，檢驗了設(shè)計地震下橋梁性能的目標(biāo)。17分析由圖形可知，墩頂最大位移為55m二、橋梁性能抗震評價為了評價橋梁的抗震性能，選取了某公路上一座大橋進行抗震性能評估，重點分析橋墩受力情況。利用MidasCivil軟件進行Pushover方法和反應(yīng)譜法分析比較。18二、橋梁性能抗震評價為了評價橋梁的抗震性能Pushover分析結(jié)構(gòu)剪力—位移曲線19Pushover分析結(jié)構(gòu)剪力—位移曲線19能力需求曲線20能力需求曲線20不同設(shè)防烈度下的地震響應(yīng)位移估計值抗震設(shè)防烈度位移估計值所處階段7級（0.15g）0.133m彈性8級（0.2g）0.175m彈性8級（0.3g）0.258m彈性9級（0.4g）0.348m彈性21不同設(shè)防烈度下的地震響應(yīng)位移估計值抗震設(shè)防烈度位移估計值所處反應(yīng)譜分析抗震設(shè)防烈度最大位移值7級（0.15g）0.142m8級（0.2g）0.189m8級（0.3g）0.283m9級（0.4g）0.378m22反應(yīng)譜分析抗震設(shè)防烈度最大位移值7級（0.15g）0.1小結(jié)由以上分析可知，兩種分析方法計算所得誤差均在15%以內(nèi)，依次為6.7%、8.0%、9.7%以及8.6%，符合工程設(shè)計誤差標(biāo)準(zhǔn)。

一方面驗證了Pushover分析方法的正確性，另一方面，通過兩者對比得到兩種分析方法的不同之處。23小結(jié)由以上分析可知，兩種分析方法計算所得誤差均在15%以內(nèi)，不同之處Pushover法

在結(jié)構(gòu)的豎直方向上施加恒定荷載，同時在水平方向施加某種分布的荷載，隨著水平荷載逐漸增加，使構(gòu)件逐步達到屈服，從而得到結(jié)構(gòu)在橫向靜力作用下的彈塑性性能。在結(jié)構(gòu)產(chǎn)生側(cè)向位移的過程中計算構(gòu)件的內(nèi)力和變形，并觀察全過程的變化，判別結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的破壞性態(tài)。反應(yīng)譜法

反應(yīng)譜是彈性范圍內(nèi)的概念，當(dāng)結(jié)構(gòu)在地震下進入塑性階段時不能直接應(yīng)用，而且它只能得到最大反應(yīng)，不能反映結(jié)構(gòu)在地震動過程中的時間靜力和地震動持續(xù)效應(yīng)，不能反應(yīng)出最大值的振幅和時間，給振型組合造成混亂。24不同之處Pushover法

在結(jié)構(gòu)的豎直方向上施加恒展望

橋梁基于性能的抗震設(shè)計思想目前仍處于研究階段，要真正實現(xiàn)還有很長的路要走，基于性能抗震有以下發(fā)展方向：1、對橋梁生命周期內(nèi)“投資一