桥梁抗震分析与设计例题

为《中民防震减灾法，铁路工程抗震设计标准，满足铁路工程抗震设防的性能要求，中民建设部发布了新的《铁路工程抗震设计规范2006年121日起实施。范规定了按“动峰值加速度”和“动反应谱特征周期”进行从99年开始中民交通部也在积极制定新《公求中可以看出桥梁抗震安全设置标准采用多级设防模型、计算方法、以及计算结果的使用有更加具体的规定。随着范的推出工程师急迫需要具备桥梁抗震分析与设计的is/Civil 桥梁抗震分析与设计注意事 动力分析模型刚度的模 动力分析模型质量的模 动力分析模型阻尼的模 动力分析模型边界的模 特征值分析方 反应谱的概 反应谱荷载工况的定 反应谱分析振型组合的方 选取加速度时程曲 时程分析的计算方 二桥梁抗震分析与设计例 概 输入质 输入反应谱数 特征值分 查看振型分析与反应谱分析结 输入时程分析数 查看时程分析结 抗震设 3D，主梁、桥墩、支座（边界连接）都0.050.03。质量和刚度因子法（一般称为瑞利阻尼），非线性分析时会采用瑞利阻尼。程[C]a0[M]a1[序中可直接输入a0和a1，也可以通过输入两阶振型的阻尼程来计算a0a1，计算公式如下

a0

2

工程上一般在确定a0a1确定瑞利阻尼的原则是：选择的用于确定常数a0a1的两阶自振频率要覆盖结构分析力特性综合考虑。在频段ijij点上而言是安全的，如果i和j选择的好，则可避免过大设计。在频段[i，j]以外，阻尼比)2Lncos3Riz向量法。子空间迭代法求出结构的前r阶振型，而iz向量直接叠加法求出的是和激发荷载向量z速度、加速度）与体系自振周期T的关系曲线。将一个波时程曲线输入一个单度谱

k max

系数k

g 系数Kh0.2，因max2.25，所以max0.45。而《建筑抗震设计规范（GB50011-2001）8度区的的谱曲线是基本烈度（中震）水准上的反应谱曲线。但是公路工程抗震规计算作用时还使用了综合影响系数Cz1/3，所以使用CzKh计算的影响系数Cz来计算。可用户在计算中震作用时Cz取1.0，大震作用时Cz取2.0。 SCiCsCd

Ci为重要性系数、Cs为场地系数、Cd为阻尼调整系数、A加速度峰值。已经去除综合影响系数Cz入，以确定最不利水平输入方向。设防烈度为8度和9度时的拱式结构、长悬臂桥梁ijijRi,maxRj,maxi1j1

Rmax

nR2ABS选取加速度时程曲《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）的5.1.2条文说明中规定，正确选择输入的加速度有效峰值按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）的表5.1.2-2中所列《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）的5.1.2条中规定，采用时程分析方法时，。析运动方程是二阶常系数微分方程组，采用振型坐标对微分方程组解耦，使其成为每（实际上常取前几阶振型运用。中心差分法、常加速度法、线性加速度法、Newmark-法、Wilson-法等。抗震0.1g。根据《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)，采用Ⅱ类场地土反应谱，3 3 33 图1箱梁截面(单位:米图2桥墩截面(单位:米对于结构自重不另行输可模型结构型框中（压力荷载、节点荷载等）的形式输入的，可使用模型>质量>荷载转换为质量//将荷载转换成质量质量方向>X,Y,Z转换的荷载种类>(开重力加速度(9.806) 组合值系数(1) ;添加图3.模型/结构类型转换到X,Y,Z 图4.质量输入结束后，可使用查询>质量统计表格功能确认质量输入地是否正确。表格中荷载转化为质量是指被转换成质量的外部荷结构质量合计图5查询/①图5.图6输入荷载所需的各项参数如下。基本烈度 场地类别 最大周期 6周期必须包含特征值分析所计算出的最大、最小周期的范围。

荷载//反应谱函数>设计反应谱; 场地类别>重要性修正系数13综合影响系数03最大周期(6) 图7.输入反应谱函数后，对于该桥梁，只需要按桥梁纵向(整体坐标系X方向)和横向(整体坐标系Y方向) 荷载的方向与X-角度是指荷载的方向与整体坐标系X轴的夹

荷载//反应谱荷载工况>添加荷载工况名称(JTJ方向>X- 角度(0 (1(JTJ方向>X- 角度(90放大系数(1

图8.Ritz向量法进行结构的振型分析。模型/分析类型>Ritz向量法初始荷载工况>X初始向量数量(5);添加初始向量数量(5);添加初始向量数量(5);添加图9特征值分析控制各振型的质量参与比率可通过结果>分析结果表格>振型形状来查看。结果/分析结果表格/激活>模态1 在激活 框中不选择右侧的特征值模态并击的话，则只显图10.①②振型参与质量，合计(○3)栏①②③图11.图12.运用里兹向量法求出的是与三个平动动输入直接相关的99.26％，97.53%，95.25％结果/周期与振型 显示类型>(开13.15.图16.第四阶振型(竖向一阶称在由于模态组合控制选用的是SRSS法，反应谱的计算结果都是正值，所以偶然组合中生成了两个组合，即加一次反应谱的结果，减一次反应谱的结果。

《公路桥梁抗震设计规范》(JTJ004-2005征求)中对于(2)影响：包括动造成的作用、动土压力以及偶然组合(开图17.图18括结构自重、预应力、混凝土收缩、二期恒载)和作用下的反应谱图19恒载作用下的My图20顺桥向动作用下的My图21横桥向动作用下的Mz(JTJ004-89)反应谱描1所示。1扭矩MxMyMz-0-00-00-0-000000000000000000000献，顺桥向的动对弯矩My也有一些贡献，而剪力Qy、弯矩Mz主要是由横桥向的动产生。1940ElCentroSite南北方向地面加速度时对该波的峰值进行调整。荷载//>波>1940,ElCentro波增幅系数时间单位 放大系数>0.1图22.不重复加载时程时程分析的总时时程分析的时间般可取时程加载函数周期或者结构最小自振周期的1/10

荷载//>添加荷载工况名称(顺桥向)时程类型>瞬态 分析时间步长 图23.荷载//>顺桥向函数名称>系数到达时间 图24.荷载/时程分析数据/定义函数>图形