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Midas Civil桥梁抗震详解(终稿)
桥梁抗震培训 JTG/T B02-01-2008
3、设计加速度时程的确定(选用实录波)
地震波的三要素
地震动三要素: 频谱特性、有效峰值和持续时间。
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3、设计加速度时程的确定(选用实录波)
调取实录 地震波
否 否
先计算EPA、EPV,据 此计算 Tg 并比较
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二、桥梁构造、材料概况
桥梁形式:三跨混凝土悬臂梁 桥梁长度:L = 30+50+30 = 110.0 m,其中中跨为挂孔结 构,挂孔梁为普通钢筋混凝土梁,梁长16m ,墩为钢筋混 凝土双柱桥墩,墩高9m 预应力布置形式:T构部分配置顶板预应力,边跨配置底 板预应力 跨中箱梁截面 墩顶箱梁截面
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4、空间动力分析模型的建立:
----参见规范6.3 边界条件:各个连接构件(支座、伸
缩缝)及地基刚度的正确模拟。 连接构件: 普通板式橡胶支座:弹性连接输入刚度。 固定盆式支座:主从约束或弹性连接。
活动盆式支座:理想弹塑性连接单元。 预应力拉索:一般连接-钩单元。 伸缩缝和橡胶挡块:一般连接-间隙 单元。 摩擦摆隔震支座、钢阻尼器、液体阻
对于本例: E1地震时程分析所用地震加速度时程曲线的最大值:
PGA1 Ci Cs Cd A 0.43 11 0.15 9.8 0.6321m / s 2
E2地震时程分析所用地震加速度时程曲线的最大值:
PGA2 Ci Cs Cd A 1.3 11 0.15 9.8 1.911m / s 2
荷载
恒荷载
自重,在程序中按自重输入,由程序自动计算
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二、桥梁构造、材料概况
预应力
钢束(φ15.2 mm×31) 截面面积: Au = 4340 mm2 孔道直径: 130 mm 钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛) 超张拉(开) 预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2 预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.25 管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:1.5e-006(1/mm) 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值: 开始点:6mm 结束点:6mm 张拉力:抗拉强度标准值的75%,张拉控制应力1395MPa
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3、E1地震反应谱的确定:
e、对阻尼比为0.05的标准反应谱进行修正
阻尼比为:0.05,计算阻 尼调整系数得 C d 1
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3、E1地震反应谱的确定:
f、生成反应谱
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二、桥梁构造、材料概况
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二、桥梁构造、材料概况
材料
混凝土
主梁采用JTG04(RC)规范的C50混凝土 桥墩采用JTG04(RC)规范的C40混凝土
钢材
采用JTG04(S)规范,在数据库中选Strand1860
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一、桥梁场地和地基
2、场地类别确定:
查得场地类别为Ⅱ类场地
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一、桥梁场地和地基
3、地基抗震验算:
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一、桥梁场地和地基
4、液化判别:
根据土质判断是否需要抗液化措施:
判别地基不液化,不需 进行抗液化措施。
尼器:程序专门的模拟单元。 桥梁抗震培训 JTG/T B02-01-2008
4、空间动力分析模型的建立:
----参见规范6.3
地基刚度的模拟: 在墩低加上弹簧支承,算出各个方向上的弹簧刚度。 真实模拟桩基础,利用土弹簧准确模拟土对桩的水平侧 向力、竖向摩阻力。一般可用表征土介质弹性的“M”法。
3、设计加速度时程的确定(选用实录波)
地震波的来源
一、选用实录地震波并进行适当调整 a.midas Civil中提供了近40种实录地震波 b.用户定义 c.导入
二、人工地震波 a、相关部门提供的人工地震波; b、clan和Sacks在1974年提出的用三角级数叠加 来模拟地震动加速度;
本例中主要选择实录地震波。
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三、基本参数确定
1、确定桥梁抗震设防类别:
二级公路大桥,故该桥为B类桥梁。
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三、基本参数确定
2、确定抗震设防等级:
在7度区,按8度构造措施设防
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抗震设计总流程
SRSS法和CQC法:
根据规范6.4.3,有SRSS法和C QC法以供选择。 当结构振型分布密集,互有耦 联时,推荐用CQC。
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c、地震作用分量组合的确定
根据规范5.1.1,该直线桥只需考虑顺桥向X和横桥向Y的 地震作用。
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一、桥梁场地和地基
2、场地类别确定:
a、确定土层平均剪切波速:
土层平均剪切波速为:209.8m/s
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一、桥梁场地和地基
2、场地类别确定:
b、确定工程场地覆盖层厚度:
按此条规范确认为:11.5m。
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Cs 1.0
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3、E1地震反应谱的确定:
c、确定设计基本地震动加速度峰值A:
在设防烈度7度区,A值为0.15g
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3、E1地震反应谱的确定:
d、调整设计加速度反应谱特征周期 Tg
T 调整后为:g
0.45 s是否来自T1 , Tg 双指标控制
是
按反应谱 面积控制
是
持时判断
否 是
峰值判断 与设计反应谱分 析结果比较
是
选用
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3、设计加速度时程的确定(选用实录波)
3.1、幅值的调整
幅值的种类 地震动幅值包括加速度、速度和位移的 峰值、最大值或者某种意义上的有效值。 加速度峰值PGA、速度峰值PGV和位移峰 值PGD是地面运动强烈程度最直观的描述 参数。加速度峰值是最早提出来的、也 是最直观的地震动幅值定义。
e、地震动水压力
一般冲刷线算起的水深为:5m。 水的容重为: kN / m3, 10 根据规范5.5.3,地震动水压力为0.92kN
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5、强度验算:
按现行的公路桥涵设计规范相应的规范验算桥墩强度。
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E2地震作用下抗震分析步骤MM
一般用加速度幅值调整
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3、设计加速度时程的确定(选用实录波)
3.1、幅值的调整
有效加速度峰值 因为峰值参数并非描述地震动的最理想参数, 由高频成分所确定的个别尖锐峰值对结构的影 响并不十分显著,所以美国ATC-30样本规范所 采用的是有效峰值加速度EPA,对有效峰值加 速度EPA的求法参见《midas/Civil 2006桥梁 抗震设计功能说明》 ,而我国《08细则》采 用峰值加速度PGA。
4、空间动力分析模型的建立:
----参见规范6.3
与静力分析模型的区别:不在精细地模拟,而重点是 要真实、准确地反映结构质量、结构及构件刚度、结 构阻尼及边界条件。
质量
p(t ) ku(t ) cu(t ) mu(t ) 模 型
阻尼 边界条件
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3、设计加速度时程的确定(选用实录波)
3.1、幅值的调整
调整加速度曲线
a(t ) a(t ) Amax / Amax
A a 式中: (t )、 max 分别是调整后的加速度曲线和峰值; A a(t )、 max 分别是原记录的加速度曲线和峰值;
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3、E1地震反应谱的确定:
a、确定重要性系数 C i :
得该桥在E1地震作用下重要性系数为 Ci 0.43 ,在E2地震作用下重要性系数 为 Ci 1.3
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3、E1地震反应谱的确定:
b、确定场地系数 C s
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3、设计加速度时程的确定(选用实录波)
3.1、幅值的调整
本例选择程序自带实录地震波: 1940, El Centro Site, 270 Deg进行调整
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1、确定分析方法:
采用MM法或NTH法。
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2、E2反应谱的确定
步骤与E1反应谱的确定相同,但需注意 重要 性系数 C i 的取值不同,其他参数相同,得E2 地震作用下反应谱如下。