桥梁抗震设计研究
桥梁延性抗震设计方法研究

桥梁延性抗震设计方法研究桥梁在地震中的表现和抵抗能力一直是抗震设计中的关键问题之一、桥梁的结构特点决定了其对震动的敏感性和脆性。
桥梁的延性是指在地震作用下,桥梁能够发生一定程度的塑性变形而不发生破坏的能力。
因此,研究桥梁延性抗震设计方法对于提高桥梁结构的抗震能力具有重要意义。
第一,基于土木工程结构的动力响应理论。
当前,桥梁抗震设计主要依据地震波的输入和结构的动力响应进行。
因此,深入研究桥梁结构在地震作用下的动力响应特征,探索桥梁结构的动力反应控制方法,对提高桥梁的抗震能力具有重要意义。
第二,采用塑性设计原理。
桥梁的延性是指在地震作用下,结构能够发生塑性变形,从而能够承受更大的能量,降低震害程度。
因此,采用塑性设计原理对桥梁进行抗震设计是有效的方法之一、研究桥梁延性抗震设计方法,需要对桥梁的受力性能进行全面的分析和评估,确保结构在地震作用下具有良好的延性。
第三,探索合理的能量耗散机制。
桥梁在地震中会受到巨大的动力荷载,因此能量的耗散是保证结构稳定性的关键。
通过合理设置耗能元件,如阻尼器、摩擦支座等,可以降低结构的震害程度。
因此,研究桥梁延性抗震设计方法需要考虑合理的能量耗散机制,并探索适用于桥梁结构的耗能元件的设计方法。
第四,考虑桥梁的整体性能。
桥梁是一个整体结构,各部分之间具有复杂的相互作用关系。
因此,研究桥梁延性抗震设计方法需要考虑桥梁结构的整体性能,而不仅仅是局部部分的性能。
通过全面的结构分析,找出桥梁结构的薄弱环节,并针对性地加强这些薄弱环节,可以提高整个桥梁结构的抗震能力。
通过以上的研究方法,可以提出一种桥梁延性抗震设计方法,该方法能够保证桥梁结构在地震作用下具有良好的延性和耗能能力,降低地震造成的破坏和震害。
同时,该方法还需要综合考虑经济性和可行性,确保抗震设计的有效性和实用性。
总之,研究桥梁延性抗震设计方法对于提高桥梁结构的抗震能力具有重要意义。
通过基于土木工程结构的动力响应理论、采用塑性设计原理、探索合理的能量耗散机制以及考虑桥梁的整体性能,可以提出一种有效的桥梁延性抗震设计方法,为实际工程提供有效的抗震设计参考。
桥梁工程课题研究论文(五篇):桥梁工程抗震设计研究现状及发展、桥梁工程过渡段不均匀沉降治理分析…

桥梁工程课题研究论文(五篇)内容提要:1、桥梁工程抗震设计研究现状及发展2、桥梁工程过渡段不均匀沉降治理分析3、桥梁工程下部结构施工要点思考4、桥梁工程常见病害及施工处理技术分析5、公路桥梁工程施工中预应力技术研究全文总字数:16822 字篇一:桥梁工程抗震设计研究现状及发展桥梁工程抗震设计研究现状及发展摘要:桥梁抗震设计是目前桥梁建设过程中重点考虑的一个环节,桥梁工程抗震设计经历了漫长的发展历程。
本文从桥梁工程抗震设计研究的现状出发,详细地对目前的桥梁工程抗震设计技术进行了探究,并进一步提出了桥梁工程抗震设计的展望,希望为桥梁工程抗震设计发展提供积极借鉴和建议。
关键词:桥梁工程;抗震设计;现状;展望随着我国经济的迅猛发展以及贸易的自由化,我国兴建了大量的高等级公路及城市高架桥等工程,目前国内桥梁设计均参考90年代制定的《公路工程抗震设计规范》,但随着科学技术的发展,以往的规范中已经出现了众多不适应桥梁设计方面的条款。
因此,我国桥梁工程抗震设计研究正在积极进行并取得了重要的成果。
若桥梁抗震做的不好,那么一旦发生地震将会产生灾难性的后果,不仅对于交通发展产生严重的影响,同时也不利于我国经济社会的安定,造成的巨大损失可能会引起经济瘫痪。
因此,我们有必要进行桥梁抗震设计的研究工作。
1桥梁工程抗震设计研究的现状1995年,日本阪神发生了大规模的地震,造成了不可估量的经济损失,因此,日本有关建筑设计技术人员对结构性抗震问题进行了深入的研究。
因此,在房屋设计或桥梁设计中,日本就十分重视结构抗震这方面,并重新编写了桥梁设计规范,以防止在发生地震时,桥梁发生倒塌现象,给人们带来生命财产损失。
与此同时美国也进行了桥梁抗震设计规范的重新编写工作,新的设计规范在设计手法、设计思想、设计程序以及设计细节方面都有了重大的突破,对于增强桥梁抗震设计的规范性意义重大。
我国也认识到了桥梁抗震设计的重要性,进行了一系列的理论和实践研究,修订了桥梁工程抗震设计规范。
桥梁抗震研究综述

桥梁抗震研究综述桥梁是连接城市和乡村的重要交通枢纽,承载着车辆和行人的重要交通工程。
地震是世界范围内常见的自然灾害,桥梁在地震中往往面临严重破坏甚至倒塌的风险。
对桥梁的抗震性能进行研究,提高桥梁在地震中的承载能力和安全性,对于保障交通安全和城乡联通具有极其重要的意义。
目前,关于桥梁抗震性能的研究已经取得了很多进展,本文将综述桥梁抗震研究的现状和发展趋势,以期为相关领域的研究人员提供参考和借鉴,推动桥梁抗震性能的提升。
一、桥梁抗震研究的现状1. 桥梁抗震设计规范目前,国内外都建立了一系列规范和标准,用于规范桥梁的抗震设计和施工。
中国国家标准《公路桥梁抗震设计规范》(GB 50441-2007)、美国国家标准《桥梁设计规范》(AASHTO LRFD Bridge Design Specifications),这些规范主要包括桥梁的抗震设计参数、地震作用下的受力分析、抗震构造形式等内容,为桥梁的抗震设计提供了基本依据。
2. 桥梁抗震性能研究方法在桥梁抗震性能研究中,主要采用了试验、数值模拟和理论分析等方法。
试验包括静力试验和动力试验,通过对不同类型桥梁的地震响应进行试验观测,获取有关结构在地震作用下的变形、位移和应力等数据。
数值模拟则是通过有限元分析等方法,对桥梁在地震作用下的响应进行模拟计算,得到结构的动力特性和抗震性能参数。
理论分析主要以结构动力学和地震工程理论为基础,通过推导和计算,研究桥梁在地震中的受力、变形和破坏机理。
3. 桥梁抗震性能评估与加固技术桥梁抗震性能评估是指对已有桥梁的抗震性能进行评估分析,确定结构的抗震能力及存在的安全隐患。
针对评估结果提出相应的加固措施,包括增加剪力墙、设置阻尼器、加固桥墩等技术手段,以提高桥梁的抗震性能和安全性。
1. 多学科交叉研究随着科学技术的不断进步,桥梁抗震研究已经逐渐向多学科交叉研究的方向发展。
除了结构工程领域的研究外,还需要借助地震工程、材料科学、机械工程等多个学科的知识,开展相关研究,从而全面提高桥梁在地震中的抗震性能。
公路桥梁抗震设计研究

公路桥梁抗震设计研究研究目的本文档旨在研究公路桥梁的抗震设计,以提高桥梁在地震发生时的抗震能力和安全性。
研究背景公路桥梁作为交通基础设施的重要组成部分,其抗震设计至关重要。
地震是一种常见的自然灾害,对桥梁结构造成的破坏往往导致严重的人员伤亡和交通中断。
因此,深入研究公路桥梁的抗震设计是十分必要的。
研究内容本研究将重点探讨以下内容:1. 公路桥梁的地震力分析:通过对地震力的分析,了解地震对桥梁结构的影响,以确定合适的抗震设计参数。
2. 结构设计和加固措施:根据地震力分析的结果,设计和选择合适的桥梁结构形式,并采取有效的加固措施,提高桥梁的抗震能力。
3. 材料选择和质量控制:选择适用的构建材料,并进行质量控制,确保桥梁结构的稳定性和可靠性。
4. 抗震监测和评估:建立抗震监测系统,对桥梁结构进行实时监测和评估,及时发现潜在的问题并采取相应的措施。
研究方法本研究将采用以下方法进行:1. 文献综述:对公路桥梁抗震设计的相关文献进行综述,了解国内外研究现状和进展。
2. 数值模拟:通过使用专业的结构分析软件,对不同桥梁结构进行地震力分析和结构响应模拟。
3. 实地调研:对已建成的公路桥梁进行实地调研和抗震性能评估,获取实际案例数据。
4. 统计分析:对研究数据进行统计分析,总结抗震设计的经验和规律。
预期成果通过本研究,预期达到以下成果:1. 公路桥梁抗震设计准则:根据研究结果,制定适用于公路桥梁的抗震设计准则,提供给相关从业者参考和应用。
2. 抗震设计优化方案:提出有效的桥梁抗震设计优化方案,以提高桥梁的抗震能力和安全性。
3. 抗震监测技术:研究抗震监测技术,提出适用于公路桥梁的实时监测方法和设备。
4. 研究报告:撰写一份详细的研究报告,总结研究方法、结果和结论,为相关领域的研究者提供参考。
时间计划本研究计划按以下时间表进行:- 第一阶段:文献综述和理论基础研究(2个月)- 第二阶段:数值模拟和实地调研(3个月)- 第三阶段:数据分析和成果总结(1个月)- 第四阶段:撰写研究报告和准备演示材料(1个月)预期影响本研究的结果将对公路桥梁抗震设计和工程实践产生积极的影响,提高桥梁的安全性和可靠性。
桥梁抗震设计研究论文

桥梁抗震设计研究论文桥梁抗震设计研究论文桥梁抗震设计研究论文主要针对桥梁抗震设计要点、破坏的类型、桥梁的防震措施进行了研究。
桥梁抗震设计研究论文【1】[摘要]我国地震时常发生,震害强烈,破坏力大。
因此,对于我国的公路桥梁工程建筑来说,必须要加强防震措施,减少地震带来的损失。
我国安全防灾等相关部门要不断加强公路桥梁质量规范和设计,推进抗震措施的理论发展和实践技术,来保障人民财产在地震灾害中不受较大的损失,促进社会的和谐发展。
[关键词]桥梁抗震设计、破坏的类型、措施一、地震给桥梁带来的破坏类型(一)支座破坏根据我国对地震灾害中桥梁的调查显示112座桥梁中有53座桥梁约占47%发生了支座破坏,综合国内外十次大地震的调查报告,支座的破坏现象属于普遍现象。
支座的地震灾害主要表现为支座倾斜和剪断、自动支座的脱落和支座自身建造组成的破坏。
支座垫块被重力压碎,使得桥板不稳定,甚至造成落梁。
落梁的发生与支座破坏密切相关,支承破坏使得桥梁上部失去支撑,造成落梁事故。
当支座破坏时会使得墩-梁之间产生位移,当墩梁间的相对位移大于主梁搁置长度后,主梁将从桥墩脱落从而使得发生落梁。
(二)梁体移位造成的破坏上部梁体的移位是震害中常见的破坏,根据地震的震向而发生纵向移位、横向移位以及扭转移位。
其中伸缩缝处发生移位成为主要灾害。
地震时地势的扭曲,桥梁的梁体移位是绝对的。
如果震幅较小不会发生太大的移位,震后将换掉不能正常工作的的支座,把梁体加固后恢复原位,桥梁就还可以正常工作。
但是,如果震幅过大,造成较大移位就会导致落梁。
所以采取抗震措施减小梁体位移就显得十分重要。
就如云南地震时的有些桥梁上部结构没有落梁,发生了比较大的移位。
虽然没有出现塌落事故,但是已经成为废桥不再能够正常使用了。
(三)地基与基础破坏地基与基础的严重破坏是导致桥梁倒塌的重要原因,而且倒塌后基本无法修理。
基础与地基的紧密相连,基础的好坏直接影响着地基的稳定程度。
基础的破坏势必会引起地基的破坏,使得出现移位、倾斜、下沉、折断和屈曲失稳等现象。
桥梁抗震设计新技术研究

桥梁抗震设计新技术研究桥梁作为交通基础设施的重要组成部分,在现代社会中发挥着至关重要的作用。
然而,地震等自然灾害的频繁发生给桥梁的安全带来了巨大的威胁。
为了保障桥梁在地震中的稳定性和安全性,桥梁抗震设计新技术的研究成为了工程领域的重要课题。
一、桥梁抗震设计的重要性桥梁在地震中一旦遭受破坏,不仅会造成交通中断,影响救援和物资运输,还可能导致人员伤亡和巨大的经济损失。
因此,进行科学合理的桥梁抗震设计是保障公共安全和社会稳定的关键。
过去的一些地震中,由于桥梁抗震设计不足,许多桥梁出现了不同程度的损坏,有的甚至完全倒塌。
这些惨痛的教训让我们深刻认识到,桥梁抗震设计不能有丝毫马虎,必须采用先进的技术和方法,以应对可能发生的强烈地震。
二、传统桥梁抗震设计方法的局限性传统的桥梁抗震设计方法主要基于静力分析和反应谱理论。
静力分析方法简单直观,但无法考虑地震动的动态特性和结构的非线性行为。
反应谱理论虽然在一定程度上考虑了地震动的频谱特性,但对于复杂的桥梁结构和长周期地震动的适应性不足。
此外,传统设计方法往往假定结构处于弹性阶段,对于结构在地震作用下可能进入的塑性阶段考虑不够充分,导致设计结果偏于不安全。
同时,传统方法在处理桥梁与地基的相互作用、非规则桥梁的抗震性能等方面也存在诸多不足之处。
三、桥梁抗震设计新技术的发展(一)基于性能的抗震设计基于性能的抗震设计是一种较为先进的设计理念,它根据桥梁在不同地震强度下的性能要求进行设计。
这种方法可以明确桥梁在小震、中震和大震下的预期性能,如正常使用、可修复和不倒塌等,从而使设计更加合理和科学。
在基于性能的抗震设计中,需要对桥梁结构进行详细的非线性分析,以准确评估其在地震作用下的性能。
同时,还需要考虑结构的损伤控制和可修复性,以降低地震后的修复成本和恢复时间。
(二)减隔震技术减隔震技术是通过在桥梁结构中设置减隔震装置,如铅芯橡胶支座、摩擦摆支座等,来减少地震能量的输入和传递。
桥梁设计中的抗震技术与应用研究探讨

桥梁设计中的抗震技术与应用研究探讨在现代交通基础设施建设中,桥梁作为跨越江河、山谷等自然障碍的重要结构,其安全性至关重要。
地震作为一种不可预测的自然灾害,对桥梁的结构稳定性和安全性构成了巨大威胁。
因此,在桥梁设计中,抗震技术的应用成为了保障桥梁在地震作用下安全可靠的关键因素。
一、桥梁抗震设计的重要性桥梁作为交通网络的重要组成部分,一旦在地震中遭受破坏,不仅会造成巨大的经济损失,还会严重影响救援和灾后重建工作的进行。
例如,在一些强烈地震中,桥梁的倒塌导致交通中断,使得救援物资和人员无法及时到达灾区,加剧了灾害的影响。
因此,通过合理的抗震设计,提高桥梁的抗震能力,对于保障人民生命财产安全、维护社会稳定具有极其重要的意义。
二、桥梁在地震中的破坏形式1、上部结构的破坏上部结构在地震中的破坏形式主要包括梁体的位移、碰撞以及自身的损坏。
地震引起的强烈地面运动可能导致梁体从支座上滑落,或者相邻梁体之间发生碰撞,从而造成结构的破坏。
此外,梁体本身也可能由于地震力过大而出现开裂、断裂等现象。
2、下部结构的破坏下部结构包括桥墩和桥台。
桥墩在地震中的破坏形式主要有弯曲破坏、剪切破坏和墩底的锚固破坏。
弯曲破坏通常发生在墩柱的顶部和底部,由于弯矩过大导致混凝土开裂和钢筋屈服。
剪切破坏则是由于剪力超过了墩柱的承载能力,造成混凝土破碎和钢筋剪断。
墩底的锚固破坏主要是由于地震作用下墩底的纵筋锚固不足,导致钢筋拔出或断裂。
桥台的破坏主要表现为台身开裂、滑移以及与路堤连接处的破坏。
3、支座的破坏支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要部件,在地震中容易受到破坏。
支座的破坏形式包括支座的位移、变形、剪断以及脱落等,这会导致上部结构失去支撑,从而加剧桥梁的整体破坏。
4、基础的破坏基础在地震中的破坏相对较少,但在一些特殊情况下,如软土地基或液化地基,基础可能会发生不均匀沉降、滑移甚至失稳,从而影响桥梁的整体稳定性。
三、桥梁抗震技术1、合理的结构选型在桥梁设计中,选择合适的结构形式对于提高抗震性能至关重要。
桥梁抗震性能的理论与实验研究

桥梁抗震性能的理论与实验研究桥梁作为交通运输的重要枢纽,在地震发生时其安全性至关重要。
地震可能导致桥梁结构的损坏甚至倒塌,不仅会造成巨大的经济损失,还会威胁到人们的生命安全。
因此,对桥梁抗震性能的研究具有极其重要的意义。
桥梁抗震性能的理论研究是一个复杂而系统的工程。
首先,需要对地震波的特性进行深入分析。
地震波在传播过程中具有不同的频率、振幅和相位,这些因素都会对桥梁结构产生不同程度的影响。
通过对地震波的频谱分析,可以了解其能量分布情况,从而为桥梁的抗震设计提供基础。
在理论研究中,结构动力学是一个关键的领域。
桥梁结构在地震作用下会产生振动,而结构动力学则研究这种振动的规律和特性。
通过建立桥梁结构的数学模型,可以计算出结构的自振频率、振型等动力特性。
这些参数对于评估桥梁在地震中的响应至关重要。
另外,材料力学在桥梁抗震理论中也起着重要作用。
桥梁所使用的材料,如钢材、混凝土等,在地震作用下会表现出不同的力学性能。
研究这些材料在复杂应力状态下的强度、变形和破坏模式,有助于更准确地预测桥梁结构的抗震能力。
有限元分析方法是目前桥梁抗震理论研究中常用的工具之一。
它可以将复杂的桥梁结构离散为多个单元,通过求解方程组来计算结构在地震作用下的响应。
利用有限元软件,可以模拟不同类型的桥梁结构、不同的地震工况,从而为设计提供详细的分析结果。
除了理论研究,实验研究也是评估桥梁抗震性能的重要手段。
振动台实验是其中一种常见的方法。
通过将桥梁模型放置在振动台上,施加模拟的地震波,可以直观地观察桥梁结构的振动情况和破坏模式。
在实验中,模型的制作至关重要。
模型需要按照一定的相似比例缩小,同时要保证材料特性和结构细节的相似性。
这样才能使实验结果能够准确反映实际桥梁的抗震性能。
另外,传感器的布置也是实验中的关键环节。
通过在桥梁模型的关键部位布置位移传感器、加速度传感器等,可以获取结构在地震作用下的位移、加速度等数据,为分析结构的响应提供依据。
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中国高新技术企业桥梁抗震设计研究文/杨建【摘要】本文介绍了目前用于桥梁抗震设计的主要设计方法,并通过对其各自理论根源的分析,详细介绍了各种方法的优缺点和使用条件,为在今后的抗震设计中选择合适的设计方法提供了依据。
【关键词】桥梁抗震设计强度位移性能概率性在吸取震害经验教训的基础上,随着对地震产生的机理、地震动特性以及地震作用下结构动力响应特点、破坏机理、构件能力的研究及认识的深入发展,桥梁抗震设计方法也得到极大的发展。
当前的桥梁结构抗震设计方法主要有基于强度,基于位移,基于能量、基于性能和概率性抗震分析方法。
1.基于强度的设计方法基于强度的设计方法包括:静力法、反应谱法、时程分析法。
静力法始创于意大利,发展于日本。
1900年大森房吉提出了地震烈度表的概念,静力等效水平最大加速度amax作为地震烈度的绝对指标,提出结构物所受地震力F可写为如下形式:F=amaxWg=kw式中W为结构物各部分重量,K为地面运动加速度峰值amax与重力加速度g的比值,称为地震系数。
该法假设结构物各部分与地震动具有相同的振动规律。
结构因地震力引起的惯性力等于地面运动加速度与结构总质量的乘积,以此惯性力作为静力施加于结构,进行结构线弹性静力分析。
从动力学理论看,该法的缺陷在于,忽略了结构物本身的动力特性。
只有当结构近似于刚体时,弹性静力法才能近似成立。
反应谱法则考虑了结构动力特性与地震动特性之间的动力关系,又保持了原有静力理论的形式。
该方法早在60年代就广泛为各国规范所采用,而且至今仍然是我国和世界上许多国家结构抗震设计规范中地震作用计算的理论基础。
V0=Kβ(T)w式中,β(T)为加速度反应谱Sa(T)与地震动最大加速度之比,表示结构物加速度放大倍数。
基于弹性假设的反应谱是一种拟动力分析方法,能反应地震动强度和平均频谱特性,但是难以反应结构开裂后进人非弹性阶段的特性。
上世纪60年代计算机和实验技术的发展,使人们对各类结构物在地震动作用下的线性、非线性反应全过程有较多了解。
人们通过对结构的运动微分方程进行积分,当确定了地震时的地面运动加速度曲线性Xg(T)时,可以求得地震过程中每一时刻的结构地震反应。
动态时程分析法可以精确的考虑结构、土和深基础之间的相互作用以及地震波相位差和不同地震波分量和多点输入等因素的影响,建立结构动力计算图式和相应的地震振动方程。
建立在计算机程序分析基础上的非线性时程分析法,是目前评价桥梁地震行为中相对而言最成熟、最完善的方法。
但是该方法在现有桥梁抗震性能评价的应用中还是存在着一些问题。
非线性时程分析方法的技术复杂,计算工作量大,结果处理繁杂,并且结果的准确性很大程度上都依赖于输人的地震波,然而在同一地区不可能发生完全相同的两次地震。
所以时程分析所选用的地震波实际上不能真正反映该地区未来可能发生的地震作用情况,分析结果具有较大的偶然性。
2.基于性能的设计方法随着抗震研究的发展,人们逐渐认识到强度条件并不能恰当地估计结构的抗震能力,这是由于结构在强烈地震中往往会进入弹塑性阶段,这时结构的塑性变形消耗输入的地震能量,结构的自振周期也会随塑性变形的发展而延长,从而改变地震反应的特性。
结构是否破坏将取决于塑性变形的大小或塑性消耗的能量,不是或不完全是取决于结构的强度。
历次大地震中结构特别是延性结构的破坏实例以及地震反应分析的结果均证实了上述结论。
基于性能的设计方法主要包括推倒分析法、能力谱法、基于位移的设计方法以及基于地震损伤性能的设计方法等。
建立在对目标位移或形成机构的思想上的塑性倒塌机构(推倒)分析(即push-ove)方法,体现的是基于结构位移性能的抗震思想,因此随着90年代以后基于结构位移性能的抗震设计的概念提出和广泛接受,使得该方法得到重视和发展。
推倒分析法本质上是一种与反应谱相结合的静力弹塑性分析法,它是按一定的水平荷载加载方式,对结构施加单调递增的水平荷载,逐步将结构推至一个给定的目标位移来研究分析结构的非线形性能,从而判断结构及构件的变形、受力是否满足设计要求。
它基于以下两个基本假定:(1)结构的反应与该结构的等效单自由体系反应相关,这表明结构的反应仅由结构的第一振型控制。
(2)在整个地震反应过程中,结构的形状向量保持不变。
严格的说,这两个假定是不完全准确的,但是研究表明,这些假定能够很好的预测多自由度体系的地震反应,并且这些地震反应确实是由第一振型控制的。
其优点突出体现在:与振型分解反应谱法相比较,它考虑了结构的弹塑性特性;与时程分析法相比较,其输人数据简单,工作量较小。
在推倒分析法的基础上,发展起来一种介于结构弹塑性动力分析和弹性动力分析之间的结构抗震性能评估法———能力谱法,属于简化弹塑性评估方法(也有人把它归为推倒分析方法中的一部分)。
该法把加速度———位移格式的结构能力谱与代表地震需求的反应谱相比较,可以非常直观地评估结构的地震性能。
能力谱与需求谱的交点,表示地震需求;能力谱的末点表示结构的极限能力。
如果结构的能力谱穿过需求谱,即表示该结构可以抵抗与需求谱相应大小的地震作用。
Freeman在1975年提出能力谱的概念,并在1993年将能力谱方法中的需求谱表示为加速度———位移格式(ADRS),美国国家防震减灾纲要(NEHRP)推荐该方法为评价和设计结构安全性的方法。
与以力为基础和以位移为基础的两种抗震设计方法相比,能力谱方法的特点是将能力和需求用位移———加速度关系图给出,表征结构性能的4个基本参数(强度,位移,延性,弹性刚度)分别由加速度Sa,位移Sd,延性系数u和弹性周期T表示,能力需求图能清晰地表示出结构的抗震能力与其地震响应的关系,概念明确,能力谱方法与非线性动力时程分析方法相比,计算工作量大为减少,却能提供结构在给定地震下的弹塑性反应,且可作为一种简化分析工具应用于抗震设计。
工程建设与管理237--中国高新技术企业(上接227页)避免出现计算程序难以准确模拟的结构图式;建议跨径大于16米的直桥均采用预应力混凝土结构,以改善桥梁的应力状态。
施工方面应确保每个环节都按相关的规范施工,确保施工支架强度、刚度满足规范要求;注意大体积混凝土的浇筑顺序并选择合适的合拢时间;混凝土强度、弹性模量未达到设计要求前,确勿开放使用。
参考文献[1]范立础.桥梁工程.人民交通出版社[2]车宏亚,于庆荣,戴自强.钢筋混凝土结构原理.天津大学出版社[3]JTGD62-2004,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S][4]JTJ041-2000,公路桥涵施工技术规范[S][5]JTJ77-98,城市桥梁设计荷载标准[S][6]JTJ071-98,公路工程质量检验评定标准[S][7]大跨径混凝土桥梁的试验方法[S](作者单位系中国华西工程设计建设有限公司深圳分公司)基于位移的设计方法以结构的允许位移为出发点,在设计的最后以结构构件的强度进行检验。
M.J.Kowalsky从单自由度系统出发,研究并给出了基于位移的抗震设计方法的详细步骤,并以地震区钢筋混凝土桥墩为例,进行了基于位移的设计。
G.M.Calvietal采用替代结构法,把多自由度结构等效为一单自由度系统,给出了多自由度桥梁结构基于位移的迭代式抗震设计方法,还以对称及不对称桥梁为例,进行了基于位移的设计,并与Eurocode8规定的基于力的设计方法得到的桥梁进行了比较。
倪永军比较了我国主要抗震设计规范的设计谱曲线与由Eurocode8规范所转化的谱进行了比较,并建议了与谱相容的位移设计谱;弓俊青提出了一种采用非线性位移设计谱的抗震设计方法。
除上述设计方法外,欧进萍、王光远(1999)提出的钢筋混凝土结构基于地震损伤性能的设计方法为抗震设计方法开辟了另一个新的领域。
近年来,地震损伤分析在抗震评估、加固以及能力设计中的应用越来越引人注目,采用损伤指数及其数学模型来描述结构损伤的手法,简明扼要,极具吸引力。
基于地震损伤性能的设计方法考虑了大震作用下结构的最大变形和累积滞变耗能,并且将性能目标量化为损伤指数,非常直观,便于为设计人员掌握。
但目前这一方法仍处于框架阶段,许多技术问题需要进一步研究解决,尤其是这一方法如何在桥梁结构中应用以及其在不同性能目标下的损伤指数的确定。
为了提高结构的抗震性能,1995年美国学者Bertero等人提出了基于性能的抗震设计〔PBSD)思想。
由于这一问题的复杂性和开放性,迄今为止,基于性能的抗震设计仍然处于框架阶段,许多技术问题需要进一步研究解决,包括性能水准、非结构构件的设计以及性能目标的量化等等。
PBSD的核心内容包括,提出了四种结构性能水准和地震设防水准以及三种性能目标。
其特点集中体现在四个方面,即建筑结构性能水准、性能目标以及设防水准的具体化;追求服务期内建筑物的“最佳经济效益———成本比”:提供最低性能目标要求,强调业主参与的个性化;重视建筑物的系统工程。
结构抗震性能目标的确定,包括选取合理的性能参数和设定预期的性能目标,是基于性能抗震设计的基础。
性能目标的量化可以有多种形式,诸如位移、能量或损伤目标等。
地震损伤是破坏结构使用功能和导致结构倒塌的主要原因。
PBSD提出的意义在于两个方面,一则强调地震工程的系统性和社会性;二则对现行抗震规范中设计原则不合理之处进行修订。
3.概率性抗震分析方法及虚拟激励法随着人们对地震认识的进一步深入,由于震源与介质中许多偶然因素的影响,地震动具有明显的随机性,意识到地震过程具有明显的随机特征,宜将地震动作为随机过程来模拟。
随机反应研究的问题是,在已知统计特征的随机干扰下,求结构体系反应的统计特征,即平均值、方差、相关函数、谱密度等,或具有给定概率的最大值。
对计算出的统计特性的响应值,还需要转换成便于工程设计应用的量,如位移,内力等。
常用的方法有基于Poisson过程假定的Daven-port法和基于Markov假定的Vanmarcke法。
功率谱法较充分地考虑了地震发生的统计概率特性,是一种概率性分析方法。
功率谱法有以下几个优点:①无须寻找振型组合方法,可以直接使用峰值因子乘以计算所得方差得到反应的最大值,物理概念清晰,具有明确的概率意义。
虽然对具体结构的峰值因子确定有一定困难,但它是一个数值,确定它容易操作,何况已经建立了相应的理论计算方法,对于不同的结构或构件,也可以通过数值模拟技术确定。
②功率谱密度只与地震动过程性质相关,而与阻尼比等结构特性无关。
③目前的完全二次方组合(CQC)等常用的反应谱组合方法和工程人造地震波合成方法都需要借助于功率谱这一中间环节。
功率谱法在分析复杂的桥梁结构模型上,仍然受到计算方法的困扰而在工程领域远未得到充分应用,其瓶颈则是计算的复杂性和低效率。
近年来出现的虚拟激励法作为一种新的随机响应分析方法,可以对认为很困难的多点非均匀激励问题作精确高效的计算。