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1、会计学1目前国内外主要桥梁抗震设计方法目前国内外主要桥梁抗震设计方法第一页，编辑于星期二：四点 五十九分。地震反应分析方法的发展地震反应分析方法的发展n n第一种划分 静静力力分分析析 反反应应谱谱 动动力力分分析析n n第二种划分 基基于于承承载载力力设设计计方方法法 基基于于承承载载力力和和构构造造保保证证延延性性的的设设计计方方法法 基基于于损损伤伤和和能能量量的的设设计计方方法法 能能力力设设计计方方法法1.1.基基于于性性能能/位位移移设设计计方方法法第1页/共18页第二页，编辑于星期二：四点 五十九分。一一n n静静力力分分析析该该理理论论认认为为：结结构构物物所所受受到到的的地地
2、震震作作用用，可可以以简简化化为为作作用用于于结结构构的的等等效效水水平平静静力力P P，该该等等效效水水平平静静力力的的大大小小与与地地震震动动的的最最大大水水平平加加速速度度有有关关。其其大大小小等等于于结结构构重重力力荷荷载载W W乘乘以以地地震震系系数数k k，即即：此此理理论论创创立立时时，一一般般认认为为结结构构是是刚刚性性的的，故故结结构构上上任任何何一一点点的的振振动动加加速速度度均均等等于于地地震震动动加加速速度度，结结构构上上各各部部位位单单位位质质量量所所受受到到的的地地震震力力是是相相等等的的。第2页/共18页第三页，编辑于星期二：四点 五十九分。n n地震反应谱是一组
3、具有相同阻尼、不同自振周期的单质点体系在地震动时频反应谱分析方法的初步研究作用下的最大反应，并按照周期的大小顺序排列起来按照这种方法可以对多条地震记录进行计算并且获得相应的反应谱，对一定数量这样的谱进行统计分析，给出有统计意义的设计反应谱。第3页/共18页第四页，编辑于星期二：四点 五十九分。n n反应谱分析反应谱理论考虑了结构动力特性与地震动特性之间的动力关系，通过反应谱来计算由结构动力特性(自振周期、振型和阻尼)所产生的共振效应。地震时结构所受到的最大水平基底剪力，即总水平地震作用为：式中：k为地震系数，（T)=S(T)a为加速度反应谱s(T)与地震动最火加速度a的比值，表示地震时结构振动
4、加速度的放大倍数。第4页/共18页第五页，编辑于星期二：四点 五十九分。n n理论的完善 重视结构延性 机振动理论的应用1.1.地条件的考虑第5页/共18页第六页，编辑于星期二：四点 五十九分。n n局限性 伪伪动动力力理理论论。强强震震作作用用下下结结构构体体系系反反应应往往往往超超出出弹弹性性范范围围，此此时时反反应应谱谱方方法法就就不不再再适适用用了了。不不能能给给出出结结构构地地震震反反应应的的全全过过程程，更更不不能能给给出出地地震震过过程程巾巾各各构构件件进进入入弹弹塑塑性性变变形形阶阶段段内内力力和和变变形形状状态态，无无法法找找出出结结构构的的薄薄弱弱环环节节 实实际际状状态态
5、中中的的应应用用于于现现有有研研究究现现状状的的脱脱节节第6页/共18页第七页，编辑于星期二：四点 五十九分。n n动力分析动力设计理论是通过计算获得地震过程中结构反应随时间的变化的过程一时间历程(timehistory)，即采用时程分析法。时程分析方法是通过输入地震波，直接计算结构的地震反应的分析方法。动力理论不但考虑了地震动的持时，还更进一步地考虑了地震动过程中反应谱所不能概括的其它特性。第7页/共18页第八页，编辑于星期二：四点 五十九分。n n动力理论其主要具有如下特点：输输入入地地震震动动参参数数需需要要给给出出符符合合场场地地情情况况、具具有有概概率率含含意意的的加加速速度度过过程
6、程X X(t t)，对对于于复复杂杂结结构构要要求求给给出出地地震震动动二二个个分分量量的的时时间间过过程程及及其其空空间间相相关关性性 结结构构和和构构件件的的动动力力模模型型应应接接近近实实际际情情况况，要要包包括括结结构构的的非非线线性性恢恢复复力力特特性性；动动力力反反应应分分析析方方法法要要给给出出结结构构反反应应的的全全过过程程，包包括括变变形形和和能能量量损损耗耗的的积积累累；计计算算原原则则要要考考虑虑到到多多种种使使用用状状态态和和安安全全的的概概率率保保证证。1.1.由由于于动动力力理理论论在在输输入入、模模型型、方方法法和和原原则则等等四四个个方方面面，都都提提出出了了更
7、更具具体体的的要要求求，更更明明确确的的规规定定、更更详详细细的的计计算算，从从而而可可以以得得到到更更可可靠靠的的结结构构设设计计。第8页/共18页第九页，编辑于星期二：四点 五十九分。二二n n基于承载力设计方法qq静静力力法法和和反反应应谱谱法法静静力力法法和和早早期期的的反反应应谱谱法法都都是是以以惯惯性性力力的的形形式式反反映映地地震震作作用用，并并按按弹弹性性方方法法来来计计算算结结构构地地震震作作用用效效应应。vv局局限限：当当遭遭遇遇超超过过设设计计烈烈度度的的地地震震，结结构构进进入入弹弹塑塑性性状状态态，此此种种方方法法无无法法应应用用。在在静静力力法法向向反反应应谱谱法法
8、过过度度的的过过程程中中，短短周周期期结结构构的的加加速速度度谱谱值值比比静静力力法法中中的的地地震震系系数数大大一一倍倍以以上上，这这就就让让以以前前通通过过静静力力法法设设计计的的建建筑筑物物如如何何能能够够经经受受住住强强烈烈地地震震作作用用无无法法得得到到解解释释。第9页/共18页第十页，编辑于星期二：四点 五十九分。n n基于承载力和构造保证延性的设计方法、为为了了解解决决静静力力法法向向反反应应谱谱法法过过渡渡的的问问题题，构构造造延延性性被被引引入入。以以美美国国U UB BC C规规范范为为代代表表，通通过过地地震震力力降降低低系系数数R R讲讲反反应应谱谱法法得得到到的的加加
9、速速度度反反应应值值 降降低低到到与与静静力力法法水水平平地地震震相相当当的的设设计计地地震震加加速速度度采采用用反反应应谱谱的的基基于于承承载载力力和和构构造造保保证证延延性性的的设设计计方方法法成成为为各各国国抗抗震震设设计计规规范范的的主主要要方方法法。第10页/共18页第十一页，编辑于星期二：四点 五十九分。n n基于损伤和能量的设计方法 在在超超过过设设防防地地震震作作用用下下，虽虽然然非非弹弹性性变变形形对对防防止止结结构构倒倒塌塌有有着着重重要要的的作作用用，但但结结构构自自身身一一会会因因此此产产生生一一定定的的损损伤伤，当当非非弹弹性性变变形形超超过过结结构构自自身身非非弹弹
10、性性变变形形能能力力时时，则则会会导导致致结结构构倒倒塌塌。因因此此，对对结结构构在在地地震震作作用用的的非非弹弹性性变变形形以以及及由由此此引引起起的的结结构构损损伤伤就就成成为为抗抗震震研研究究的的一一个个重重要要方方面面，并并由由此此产产生生基基于于损损伤伤的的设设计计方方法法。人人们们试试图图引引进进反反应应结结构构损损伤伤程程度度的的某某种种指指标标来来作作为为设设计计指指标标。1.1.从从能能量量观观点点看看，只只要要结结构构的的阻阻尼尼耗耗能能和和体体系系的的塑塑性性变变形形耗耗能能和和滞滞回回耗耗能能能能力力大大于于地地震震输输入入能能量量，结结构构即即可可抵抵御御地地震震作作
11、用用第11页/共18页第十二页，编辑于星期二：四点 五十九分。n n能力设计方法该该方方法法是是基基于于对对非非弹弹性性性性能能对对于于结结构构抗抗震震能能力力贡贡献献的的理理解解和和超超静静定定结结构构在在地地震震作作用用下下实实现现具具有有延延性性破破坏坏机机制制的的思思想想提提出出的的，可可保保证证结结构构抗抗震震设设防防目目标标，同同时时又又使使设设计计经经济济合合理理。核核心心：“强强柱柱弱弱梁梁”“强强剪剪弱弱弯弯”“强强则则强强，弱弱则则弱弱”第12页/共18页第十三页，编辑于星期二：四点 五十九分。n n基于性能设计方法 基基本本思思想想：使使所所设设计计的的工工程程结结构构在
12、在使使用用期期间间满满足足各各种种预预定定的的性性能能目目标标，而而具具体体性性能能要要求求可可根根据据建建筑筑和和结结构构的的重重要要性性来来确确定定。可可明明确确描描述述结结构构性性能能状状态态的的物物理理量量：力力，位位移移（刚刚度度），速速度度，加加速速度度，能能量量和和损损伤伤。基基于于性性能能设设计计方方法法要要求求能能够够给给出出结结构构在在不不同同强强度度地地震震作作用用下下，这这些些结结构构性性能能指指标标的的反反应应值值（需需求求值值），以以及及结结构构自自身身的的能能力力值值。问问题题：对对于于结结构构性性能能状状态态的的具具体体描描述述和和计计算算，以以及及设设计计标标
13、注注目目前前尚尚不不明明确确。第13页/共18页第十四页，编辑于星期二：四点 五十九分。基于位移设计方法用力作为单独的指标难以全面描述结构的非弹性性能和破损状态，而用能量和损伤指标又难以实际应用，因此目前基于性能设计方法的研究主要用位移指标对结构的抗震性能进行控制，称为DBD.能力谱第14页/共18页第十五页，编辑于星期二：四点 五十九分。第15页/共18页第十六页，编辑于星期二：四点 五十九分。第16页/共18页第十七页，编辑于星期二：四点 五十九分。注：n n能力谱方法用到依据“位移模式或分布力模式采用推覆分析方法获得结构的基底剪力-顶点位移关系”方法来确定能力曲线，该计算方法假定结构弹性位移模式和弹塑性位移模式一致，对此问题国际上尚有争论。n n按能力谱法确定的需求位移未考虑结构损伤和滞回耗能的影响。第17页/共18页第十八页，编辑于星期二：四点 五十九分。