midas Civil桥梁抗震设计功能说明

《midas Civil桥梁抗震设计功能说明》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、midasCivil桥梁抗震设计功能说明（一）1楼xiexh发表于：2009-6-3020:31:00一、前言为贯彻《中华人民共和国防震减灾法》，统一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，中华人民共和国建设部发布了新的《铁路工程抗震设计规范》，自2006年12月1日起实施。新规范规定了按“地震动峰值加速度”和“地震动反应谱特征周期”进行抗震设计的要求，明确了铁路构筑物应达到的抗震性能标准、设防目标及分析方法，增加了钢筋混凝土桥墩进行延性设计的要求及计算方法。从1999年开始，中华人民

2、共和国交通部也在积极制定新的《公路工程抗震设计规范》、《城市桥梁抗震设计规范》。从以上规范的征求意见稿中可以看出，新规范中桥梁抗震安全设置标准采用多级设防的思想，增加了延性设计和减隔震设计的相应规定，对于结构的计算模型、计算方法、以及计算结果的使用有更加具体的规定。随着新规范的推出，工程师急迫需要具备桥梁抗震分析与设计的能力。Midas/Civil具备强大的桥梁抗震分析功能，包括振型分析、反应谱分析、时程分析、静力弹塑性分析以及动力弹塑性分析，可以很好地辅助工程师进行桥梁抗震设计。二、动力学概念动力

3、学方程如下：[M]u&&(t)+[C]u&(t)+[K]u(t)=p(t)(2－1)自由振动：指p(t)=0的情况，p(t)≠0的振动为强迫振动。无阻尼振动：指[C]=0的情况。无阻尼自由振动：指[C]=0且p(t)=0的情况，无阻尼自由振动方程就是特征值分析方程。简谐荷载：p(t)可用简谐函数表示，简谐荷载作用下的振动为简谐振动。非简谐周期荷载：p(t)为周期性荷载，但是无法用简谐函数表示，如动水压力。任意荷载：p(t)为随机荷载（无规律），如地震作用，随机荷载作用下的振动为随机振动。冲击荷载：p

4、(t)的大小在短时间内急剧加大或减小，冲击后结构将处于自由振动状态三、空间动力分析模型1、动力分析模型要反映质量、阻尼、刚度的分布与性质（1）梁、墩柱（空间杆系单元）、支座（连接单元）（2）一致质量矩阵和集中质量矩阵一致质量矩阵的质量按实际分布情况考虑的，集中质量矩阵假定单元的质量集中在节点上，这样得到的是对角阵。一般情况下两者给出的结果相差不多，因为质量矩阵积分表达式的被积函数是插值函数的平方项，而刚度矩阵是导数的平方项，因此在相同精度要求条件下，质量矩阵可用较低阶插值函数，而集中质量矩阵正是这样

5、一种替换方案。集中质量矩阵还可以减少方程自由度，采用集中质量矩阵的困难是对于高次单元时质量如何分配，另外一致质量矩阵求出的是结构频率的上限。（3）混凝土结构阻尼比一般取0.05，非线性分析时采用瑞利阻尼，Midas中组阻尼比的运用。（4）后继结构和边界条件的影响2、小震与中震下采用的模型（1）小震：应采用总体空间模型，确定结构的空间耦联地震反应特性和最不利输入方向。（2）中震：可采用局部空间模型，取出部分结构进行计算，应考虑后继结构和边界条件的影响。3、地震作用方向。直线桥应分别考虑顺桥向和横桥向的

6、地震作用；曲线桥应分别沿相邻桥墩连线方向和垂直于连线水平方向进行多方向地震输入，以确定最不利地震水平输入方向；设防烈度为8度和9度时的拱式结构、长悬臂桥梁结构和大跨度结构，应同时考虑竖向地震作用。4、进行非线性时程分析时，桥梁支座的非线性需要考虑，板式橡胶支座可用线性弹簧连接单元模拟，活动盆式支座可以用双线性理想弹塑性连接单元代表；墩柱应采用钢筋混凝土弹塑性空间梁柱单元。midasCivil桥梁抗震设计功能说明（二）  PostBy：2009-6-3020:34:00四、振型分析1、子空间迭代法2、

7、Lanczos方法3、Ritz向量法子空间迭代法求出结构的前r阶振型，而Ritz向量直接叠加法求出的是和激发荷载向量直接相关的振型。因此用振型分解反应谱法和振型叠加法进行结构动力分析时，一般建议采用Ritz向量法进行结构的振型分析五、振型分解反应谱法（一）反应谱概念所谓的“反应谱”就是单自由度弹性体系在给定的地震作用下，某个最大反应量（位移、速度、加速度）与体系自振周期T的关系曲线。将一个地震波时程输入一个单自由度体系，得到一个结构反应（位移、速度、加速度）的时程，取绝对值最大值，就得到反应谱上的一

8、个点。（二）设计加速度反应谱不同的地震波时程曲线对应不同的反应谱。为此，必须根据同一场地上所得到的强震时地面运动加速度记录x(t)&&g分别计算出它的反应谱曲线，然后将这些谱曲线进行统计分析，求出其中最有代表性的平均反应谱曲线作为设计依据，通常称这样的谱曲线为抗震设计反应谱。抗震规范给出的设计反应谱不仅考虑了建筑场地类别的影响，也考虑了震级、震中距及阻尼比的影响。公路工程抗震设计规范（JTJ004-89）中给出动力放大系数β谱maxmaxgguuu&&&&+&&β=(