桥梁地震作用与抗震验算

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1、§3桥梁地震作用与抗震验算l地震动的特点地面运动的特性可以用三要素：强度（由振幅值大小表示）、频谱和持续时间。ü如果地震的加速度或速度幅值很大，但地震时间短，建筑的破坏可能不大ü如果地面运动的加速度或速度幅值不太大，但地震波的卓越周期（频谱分析中能量占主导地位的频率成分）与结构物基本周期接近，或者振动时间很长，其将对建筑物造成严重影响1、静力理论阶段1920年，由日本大森房吉教授提出震度概念假定：建筑物为绝对刚体，地震时和地面一起运动而无相对位移。因此，作用在建筑物每一层上的水平地震作用就等于该层质量与地面运动最大加速度的乘积，即其中k－地震系数，也称震度地震系数：反映震级、震中距、

2、地基等的影响缺点：忽略了结构的动力特性的影响。理论基础为结构均为刚性，结构上任一点的加速度等于地震动加速度2反应谱理论阶段1940年美国皮奥特（Biot)教授提出了弹性反应谱的概念。至今我国和世界上许多国家规范仍然采用。作为一个单自由度弹性体系结构的底部剪力或地震最大作用效应为特点:与静力理论相比，多了一个动力系数，随结构自振周期的变化其曲线与加速度反应谱有相同的形状；它是结构周期和临界阻尼比的函数，而且与土的动力特性和覆盖层厚度有关。仍把地震惯性力当作静力看待,称为拟静力法缺点结构是弹性的，不能反映结构的弹塑性阶段3、动力非线性分析（弹塑性时程分析）根据结构振动的动力方程，选择适当

3、的强震记录作为地震地面运动，然后按照所设计的建筑结构确定结构振动的计算模型和结构恢复力模型，利用数值解法求解动力方程。该方法是一种动力分析方法,可以直接计算出地面运动过程中结构的各种地震反应（位移、速度、加速度）的变化过程，并且能够描述强震作用下，结构在弹塑性阶段的变形情况直至倒塌的全过程。工作量较大，并且所选用的地震波也不一定与结构实际遭遇的地震影响完全一致。规范规定对体形较复杂的建筑和一定高度的高层才采用该方法。全面考虑地震动的三要素,可进行结构弹性,弹塑性地震反应说明：刚性构造物指可近似视为刚体的桥梁构造物。标准桥梁：指跨径不超过150m的钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥、圬工或钢

4、筋混凝土拱桥。非标准桥梁：指弯梁桥、斜交梁桥、墩高显著差异或墩高超过30m的梁桥、刚架桥、组合体系桥梁等。大跨度桥梁：指斜拉桥、悬索桥、斜拉－悬索组合桥梁以及跨径超过150m的拱桥等。标准化加速度反应谱1、地震系数地面运动加速度峰值越大，地震烈度越大，即地震系数与地震烈度之间有一定的对应关系。根据统计分析，烈度每增加一度，地震系数大致增加一倍。我国《抗震规范》规定的对应于各地震基本烈度的k值，从表中可以看出，地震系数反映某地区基本烈度的大小，当基本烈度确定后，地震系数为常数。2、动力系数3、地震影响系数为应用方便，根据不同地震烈度对应的地震系数k值及标准反应谱，令与仅相差一常系数地震

5、系数，的物理意义与相同桥梁结构动力系统参数