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1、桥梁抗震结课论文桥梁抗震设计方法摘要：本文主要介绍桥梁抗震设计的主要方法及它们的优缺点及其比较。关键词：桥梁抗震延性法反应谱法减隔震我国是世界上多地震的国家之一,地震常常给社会造成巨大损失。近年来随着我国经济建设的快速发展,出现了各种形式的桥梁(如大跨度、超大跨度斜拉桥、悬索桥、拱桥及各种复杂的城市立交工程)。桥梁抗震设计中也涌现了众多问题。桥梁结构地震反应分析的发展过程可以大致分为:静力法、反应谱法、动力时程分析法。目前桥梁设计工作者的一个重要工作内容就是采取正确的抗震计算方法以及有效的构造措施。反应谱法在桥梁抗震设计中是有一定
2、应用价值的,虽然目前大多数抗震设计规程都指出对大跨度桥梁进行抗震设计应采用动态时程分析法,但是有必要研究反应谱法的优点及不足,以确保桥梁工程在地震过程中有足够的抗震能力和合理的结构安全度。1、桥梁抗震设计的基本思路当前主要地震国家桥梁抗震设计规范的基本思路和设计准则是:设计地震作用基本上分为功能和安全设计两个等级。虽然各规范使用的名词不同,但其思路是基本一致的。比较起来我国公路工程抗震设计规范仍在使用烈度概念,关于抗震设计的指导思想方面比较笼统。主要抗震设计方法有反应谱法、延性法、减隔震技术等。2、反应谱法基本概念人类在与地震的斗
3、争中发展了各种抗震分析方法,分为确定性方法和概率性方法两大类。静力法、反应谱法和时程分析法均属于确定性方法,随机振动、虚拟激励法属于概率性方法。通常所说的结构地震反应分析,就是建立结构地震振动方程,然后通过求解振动方程得到结构地震反应(位移、内力等)的过程。2.1反应谱的定义在结构抗震理论发展中,静力法、反应谱法和动力时程分析法三个阶段的形成和发展是人类对自然规律认识的不断深入与完善的过程。反应谱理论考虑了结构物的动力特性,而且简单正确地反映了地震动的特性,因此得到了广泛认可和应用。广义线性单自由度体系一个场地记录到的地震动与多种
4、因素有关,5桥梁抗震结课论文比如场地条件、震中距和震源深度、震级、震源机制和传播路径等等。由于诸多随机因素的影响使得由不同记录得到的加速度反应谱具有很大的随机性。各规范反应谱之间存在一些差别,工程抗震设计中采用动力放大系数作为地震荷载的描述,其根据规定的反应谱曲线及体系的自振周期确定。在桥梁抗震设计规范中还引入了综合影响系数以考虑结构的延性耗能作用。对于多质点体系可利用振型分解成一系列相互独立的振动从而可以利用单质点体系的反应谱理论来计算,最后将各个振型的最大反应按适当的方法相组合(如SRSS、CQC、IGQC等)即得到多质点体系
5、的各项反应值[1~2]。2.2反应谱方法的优缺点反应谱方法的优点是概念简单、计算方便,可以用较少的计算量获得结构的最大反应值。反应谱方法的缺点是:(1)地震响应分析时必须重视振型数的取值。由于大跨度桥梁的自振频率在一个相当宽的频带内密布,而地震波一般都是宽带激励,因此在用反应谱方法做大跨度桥梁的分析时,必须选取足够数量的振型。(2)原则上只适用于线性结构体系。结构在强烈地震中一般都要进入非线性状态,弹性反应谱法不能直接使用。(3)地震反应谱失掉相位信息。经叠加得到的结构反应最大值是一个近似值。3延性抗震设计的基本概念3.1延性的定
6、义和指标延性抗震设计主要是利用结构、构件自身的延性耗能能力来抵抗地震作用，设计时是通过增加结构、构件延性来实现，对结构允许出现塑性铰的部分进行专门的延性设计。延性抗震设计的基本思想：结构构件可以发生塑性变形，可以发生一定的损坏，但结构不倒塌是必须能得到保证的，结构设计时，使结构具有一定的滞回特性，这种特性足以抵抗大地震产生的弹塑性变形，设计预期的大地震发生时，滞回延性要低于地震激起的反复弹塑性变形循环，免于倒塌破坏的结构抗震设防的最低目标必须始终得到保证。在抗震设计时，使结构具有延性特征，首先要确定度量延性量化的设计指标。通常用位
7、移延性系数和曲率延性系数作为延性量化设计的指标。位移延性系数定义为构件屈服后的位移与屈服位移之比。曲率延性系数定义为截面屈服后的曲率与屈服曲率之比。3.25桥梁抗震结课论文静力延性指标与动力延性指标地震动的随机性使钢筋混凝土的动力延性指标，在实际中无法准确表示，结构在遭遇设计预期的大地震时，地震动作用使结构经历的反复变形循环情况无法事先预知，所以，结构构件的动力延性指标在地震动作用下也就无法确定。由于无法准确确定大地震时结构结构的动力延性指标，在设计时通常采用静力延性指标来代替，也可以采用周期反复荷载试验验证静力延性指标。当用静力
8、延性指标代替动力延性指标时，在周期反复荷载作用下，由于结构构件存在低周疲劳现象，结构构件的延性在地震动作用下往往会过高地估计。4、桥梁减隔震技术4.1减隔震技术的概念和发展减震是人为在结构的某些部位设置阻尼器或耗能构件,改变结构的动力性能,耗散结构
