橋梁抗震設計的案例
基于能力保護原則的橋梁抗震設計 附公路橋梁抗震設計細則JTGT B02-01-2008下載
本文對基于能力保護原則設計的橋梁，簡要介紹了橋梁抗震設計原則、抗震體系選取，重點分析了橋梁墩柱潛在塑性鉸屈服條件的判斷過程，以及不希望發生非彈性變形的構件-墩柱抗剪、蓋梁、基礎、支座作為能力保護設計的計算方法。
關鍵詞：抗震設計、塑性鉸、能力保護設計
01引言
地震災害是瞬時突發性的社會災害，短時間內造成橋梁倒塌、交通中斷、人員傷亡，經濟損失巨大，它所造成的社會影響比其他自然災害更為廣泛、強烈，社會影響深遠。《城市橋梁抗震設計規范》規定：地震基本烈度為6度及以上地區的城市橋梁，必須進行抗震設計，且此條為強制性條文。橋梁抗震設計一直受到設計及審查人員重視，但在實際設計文件中，抗震設計仍存在一定問題，部分設計文件抗震設計概念混淆、抗震計算內容不全、或能力保護構件設計取值存在問題。本文結合審圖過程中抗震設計、以及《城市橋梁抗震設計規范》（CJJ 166-2011）、《公路橋梁抗震設計規范》（JTG/T 2231-01-2020)，對橋梁抗震設計、能力保護構件計算的內容進行了梳理，希望能對橋梁抗震設計及施工圖審查工作有所幫助。
02抗震設計原則及抗震體系選取
橋梁抗震設計的基本原則包括：彈性設計原則、延性設計原則、能力保護原則、減隔震設計原則。合理的抗震設計，要求橋梁結構在強度、剛度、延性等指標上組合最佳，從而經濟合理的實現抗震目標。
(1) 抗震設防目標及抗震設計原則
橋梁抗震設防分類依據其結構型式、在城市交通網絡中位置的重要性以及承擔的交通量分為甲、乙、丙、丁四類，甲、乙、丙類橋梁抗震設計采用兩水準設防、兩階段（E1、E2）設計方式。
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由于結點受力復雜，目前美國的AASHTO規范，歐洲的Eurocode規范和我國的公路抗震設計規范對結點的設計和構造都沒有特別的規定。在橋梁抗震設計中除了要保證橋墩、橋梁有足夠的承載力和延性外，還要保證橋梁節點有足夠的承載力，避免節點過早破壞。即“強節點，弱構件”。
綜合起來，建筑結構抗震設計遵循如下原則：
強柱弱梁：要求同一結點柱端截面受彎承載力總和大于梁端受彎承載力總和；
強剪弱彎：控制截面的抗剪承載力大于抗彎承載力；
強結點弱構件：梁柱結點是保證結構整體性和關鍵部位，要保證結點有足夠的強度和剛性，建筑結構抗震的一般原則同樣適用于橋梁結構。
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《公路橋梁抗震設計細則》（JTGT B02-01-2008）
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無縫預制混凝土橋梁的好處和抗震設計要求
然而，在某些情況下，特別是在較大跨度的無縫橋梁中，設計橋臺時都需考慮上部結構旋轉引起的力矩。
針對不同抗震設計類別的橋臺縱向響應
針對抗震設計類別B或C中橋梁設計的橋臺，預計能夠承受地震荷載，并且最大限度地減少損傷。對于座式橋臺，預計動態被動壓力狀態下的橋臺運動最小。然而，橋梁上部結構位移要求可以是100毫米或以上，并可能增加土壤移動性。
對于抗震設計類別D，由于較大縱向上部結構位移與慣性荷載相關，因此通常會調動無縫橋臺墻以及座式橋臺背墻后方土壤中的被動壓力阻力。以下兩種方案可供選擇：
方案1：沒有橋臺貢獻的抗震系統（ERS）。橋梁抗震系統應設計成能夠承受所有地震荷載，而不需要橋臺的任何貢獻。橋臺可能有助于限制位移，提供額外的承載力和更好的性能，這在分析模型中沒有直接解釋。為確保梁柱能夠承受橫向載荷，應假設橋臺的剛度和承載力為零。這種情況下，應考慮結合地震加速度引起的嚴重位移影響，對橋臺進行評估。在適當的情況下，該評估應涵蓋橋臺傾覆。
方案2：有橋臺貢獻的抗震系統（ERS）。這種情況中，橋梁應設計成以橋臺作為抗震系統的關鍵元件。通過橋臺設計和分析，證實設計地震位移。如果設計中包括了橋臺剛度和承載力，則應該意識到，通過橋臺位移調動的被動壓力區，會延伸到通常用于工作靜載設計的主動壓力區之外。
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MIDAS/Civil 2006 PSC 截面設計驗算功能說明
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在真實地形模型中進行三維布孔
系統自動進行細部構件三維設計
“一模兩用”：即刻聯動
橋梁下部靜、動力計算
眾所周知，橋梁下部結構受力分析一直是設計難點之一，原因有三：一是結構計算對設計師的力學理論知識與軟件建模能力要求較高；二是在設計周期普遍較短的情況下，難以實現對橋梁進行逐墩靜、動力計算，對于下部尺寸及配筋的擬定大多依靠固有經驗；三是因橋梁動力特性的復雜性，使得橋梁抗震作為一種動力分析，其算法、流程較為繁瑣，其理解、操作難度較大，導致抗震計算在某些常規橋梁設計過程中并未得到充分重視。
為方便設計師對橋梁下部結構進行必要的靜、動力分析,系統實現了設計與計算的即可聯動。只需在系統中輸入相關抗震參數,實現從設計出圖模型到下部計算模型的轉化，從而省去專為計算再次建模的重復性工作，并可逐墩出具計算書，為設計提供依據和理論支持。
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3.橋梁抗震是一個系統工程，千萬不要用結構靜力學的思維模式去理解（解釋）橋梁抗震的概念，一個好的橋梁工程師是地震力的合理疏導者、而不是地震力的圍堵者。如果沒有結構動力學、地震工程學的基礎，千萬別提：延性抗震體系、減隔震體系、……。還應該注意：現有的理論不足以解答橋梁抗震的所有問題，尤其是大跨高聳結構。
4.筆者在總結汶川地震等橋梁震害、這些1:1的“足尺試驗”的基礎上，將橋梁抗震基本理念總結為：“因地制宜選擇橋型”、“多道設防、分級耗能”、“一可三易（即：損傷部位及損傷程度可控、損傷部位或構件易檢、損傷部位或構件易修、損壞部位或構件易換，‘可控’是目標、‘易檢、易修、易換’是實現‘可控’的手段）”。對墩頂采用蓋梁的中小跨徑梁橋而言，在破壞性地震作用下，板式橡膠支座作為“保險絲式單元”優先損傷，因為它的損傷保護了橋墩和樁基，即：犧牲局部保護整體。這一理念已在《橋梁抗震研究（第二版）》（中國鐵道出版社，2014年第二版第一次印刷、2015年第二版第二次印刷）的相關章節展開了論述（有興趣的讀者可以參閱此書，同時可以查閱我們抗震學科組近年來發表的40余篇相關文章）。
筆者認為：“多道設防、分級耗能”、“一可三易”，這12個字可以作為橋梁抗震的基本理念。
展開 ABAQUS橡膠支座：考慮橡膠支座可變摩擦力的大跨度連續梁橋增量動力分析
本文提出采用一種非線性可變摩擦支座模型進行橡膠支座性能的模擬，基于增量動力分析方法對連續梁橋采用不同支座模型的抗震性能進行了定量比較，得到結論如下:
1. 盡管豎向水平分量比(IR)很小，采用可變摩擦支座模型和采用雙線性支座模型時，支座和橋墩的抗震性能存在差異。當IR 為0.65時，對于邊支座：可變摩擦支座的峰值恢復力和最大變形分別是雙線性支座的2.24倍和1.19倍，且橋墩峰值受拉應變較大.
2. 連續梁橋支座應充分考慮安全系數。針對本文的連續梁橋，支座設計建議給中、邊支座的安全系數分別取為2.0和3.0;
3. 采用雙線性支座模型低估橋墩的抗震需求。對于本文案例橋梁，采用雙線性模型進行橋墩設計時，橋墩底部最大位移、最大曲率放大系數分別取為3.0和5.5;
4. 當主梁的跨度和重量分布發生變化時，支座和橋墩的安全系數可能會有所不同，應根據橋梁實際情況確定。研究發現，支座的波動大小與連續梁橋的跨度布置有關，還需進一步研究。
文章來源：ABE橋梁工程進展
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建筑結構抗震設計的核心：概念設計
建筑結構抗震設計包含了兩個設計范疇，即概念設計和參數設計。建筑結構抗震概念設計主要針對地震的不確定性和有限元分析的近似性，從概念上，特別是從結構總體上考慮抗震的工程決策；建筑結構的參數設計主要是采用二階段的抗震設計方法(地震作用計算、構件強度驗算和結構變形驗算等)實現三水準的抗震設防要求。
兩者是相輔相成的。作為一個正確的抗震設計，必須重視抗震概念設計，靈活而又合理地運用抗震設計思想，才能不致陷入盲目的計算工作。
1 結構概念設計的主要內容
01 合理的建筑體型和結構形體：
1）使風荷載效應最小；
2）使地震作用效應最小。
02 合理的結構選型：
1）應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。
2）應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載能力。
3）應具備必要的抗震承載力，良好的變形能力和消耗地震能量的能力。
4）宜有多道抗震防線。
5）宜具有合理的剛度和承載力分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產生過大的應力集中或塑性變形集中。
展開 淺析樓梯抗震設計
一、樓梯抗震設計原則
《建筑抗震設計規范》GB50011-2010第3.6.6條第1款：計算模型的建立、必要的簡化計算與處理，應符合結構的實際工作狀況，計算中應考慮樓梯構件的影響。
條文說明中進一步指出：針對具體結構的不同，“考慮”的結果，樓梯構件的可能影響很大或不大，然后區別對待。樓梯構件自身應計算抗震，但并不要求一律參加整體結構的計算。
這條規定是從汶川地震后，2008年修訂版增加的要求，新抗規進一步明確了根據樓梯對主體抗震性能的影響大小來決定是否參與整體計算，并增加了以下規定：
GB50011-2010第6.1.15條第2款：對于框架結構，樓梯間的布置不應導致結構平面特別不規則；樓梯構件與主體結構整澆時，應計入樓梯構件對地震作用及其效應的影響，應進行樓梯構件的抗震承載力驗算；宜采取構造措施，減少樓梯構件對主體結構剛度的影響。
條文說明中進一步指出：對于框架結構，樓梯構件與主體結構整澆時，梯板起到斜支撐的作用，對結構剛度、承載力、規則性的影響比較大，應參與抗震計算；當采取措施，如梯板滑動支承于平臺板，樓梯構件對結構剛度等的影響較小，是否參與整體抗震計算差別不大。對于樓梯間設置剛度足夠大的抗震墻的結構，樓梯構件對結構剛度的影響較小，也可不參與整體抗震計算。
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抗震性高壓比例閥的結構設計有哪些特點？
高壓比例閥作為流體控制系統中的關鍵執行元件，性能直接影響整個系統的穩定性與安全性，特別是在地震多發區或高振動工況下（如海上平臺、軌道交通、重型機械等），對高壓比例閥的抗震性能提出了更高要求，作為全球領先的流體控制解決方案提供商，IMI Norgren（諾冠）憑借多年技術積累，開發出一系列具備優異抗震能力的高壓比例閥產品，那么這類抗震性高壓比例閥在結構設計上究竟有哪些獨特之處？
諾冠 IMI Norgren：https://www.norgren.com.cn/
高壓比例閥：https://www.norgren.com.cn/3698.html
整體剛性結構優化是抗震設計的基礎，IMI Norgren的高壓比例閥采用一體化閥體設計，減少外部連接件和焊縫數量，有效提升整體結構剛度，同時關鍵受力部位通過有限元分析（FEA）進行拓撲優化，在保證輕量化的同時增強抗振能力，避免因共振導致的疲勞失效。
內部運動部件的精密配合與阻尼設計十分重要，比例閥的核心在于閥芯與閥套之間的微米級配合間隙，為防止振動引起閥芯偏移或卡滯，諾冠采用高精度研磨工藝，并在閥芯兩端集成液壓阻尼腔或彈性緩沖結構，有效吸收高頻振動能量，確保在劇烈晃動中仍能保持穩定的比例控制特性。
密封系統強化也是抗震設計的關鍵環節，傳統O型圈在持續振動下易發生微動磨損甚至泄漏，IMI Norgren高壓比例閥采用多重密封結構，如組合式唇形密封+金屬擋圈設計，不僅耐高壓，還能在動態振動環境中維持長期密封可靠性，杜絕介質外泄風險。
此外電磁驅動組件的抗震加固同樣不可忽視，比例閥的電磁線圈和銜鐵組件在震動環境下容易松動或失磁，諾冠通過環氧樹脂灌封、磁路優化及非磁性緊固件固定等方式，大幅提升電磁系統的機械穩定性與抗沖擊能力。
展開 鋼結構怎么進行抗震設計？
（2）、在抗震結構體系中，應使結構構件和連接部位具有良好的延性，避免脆性破壞，提高抗震結構的整體變形能力。因此，鋼結構構件應合理控制尺寸，防止局部失穩或整體失穩，如對梁翼緣和腹板的寬厚比和高厚比都作了明確規定。此外，還應加強各構件之間的連接，以保證結構的整體性，抗震支承系統應保證地震作用時結構的穩定。
（3）、對于女兒墻、圍護墻、雨篷、封墻等非結構構件，應使其與主體結構有可靠地連接和錨固，避免地震時倒塌傷人，產生附加震害；圍護墻、隔墻等與主體結構的連接，應避免設置不當而導致主體結構破壞；應避免吊頂塌落及懸吊較重的裝飾物墜落，不可避免時應采取可靠措施。
（4）、建筑物在強震作用下的表現，既是對抗震設計的檢驗，也是對施工質量的檢驗。施工質量的好壞，直接影響鋼結構房屋的抗震能力。因此，抗震結構對材料和施工質量的特別要求，應在設計文件上注明。建筑物的施工要特別注意符合圖紙上合理的抗震要求，注意材料選擇，確保施工質量。
隨著人們對地震的不斷認識，為防止出現嚴重的地震的嚴重災害，造成財產損失和生命傷亡。人們對高層鋼結構房屋的抗震要求不斷提高。本文闡明了設計人員進行高層鋼結構房屋抗震設計時，應首先從概念設計著手，制定比較合理的設計方案等，確保房屋抗震設防目標的實現。
展開 『下載』樁的抗震設計
上傳一本關于樁抗震射擊的書刊,希望對搞地下研究的同仁有幫助啊
樁的抗震設計.part1.rar
樁的抗震設計.part2.rar
結構抗震概念設計的核心，你知道嗎？
建筑結構抗震設計包含了兩個設計范疇，即概念設計和參數設計。建筑結構抗震概念設計主要針對地震的不確定性和近似性，從概念上，特別是從結構總體上考慮抗震的工程決策；建筑結構的參數設計主要是采用二階段的抗震設計方法(地震作用計算、構件強度驗算和結構變形驗算等)實現三水準的抗震設防要求。
兩者是相輔相成的。作為一個正確的抗震設計，必須重視抗震概念設計，靈活而又合理地運用抗震設計思想，才能不致陷入盲目的計算工作。
1 場地與地基的概念設計
場地影響結構的地震反應，結構地震反應的大小決定了結構的震害。一般來說，在深厚的軟土層上，高層建筑的地震反應較為強烈；在淺薄的硬土層上，則自振周期較短的結構的地震反應較為強烈。因此，在設計軟土地基上的房屋時，要注意柔性結構的反應；反之，在設計硬土地基上的房屋時，要注意剛性結構的反應。
在地基和基礎設計中，要注意：同一結構單元不宜設置在性質截然不同的地基土上以及采用不同類型的基礎，地基有軟弱粘性土、液化土、新近填土或嚴重不均勻土層時，宜加強基礎的整體性和剛性
2 結構布置的概念設計
地震后的震害調查和理論分析證明，結構體型簡單，剛度中心和質量中心一致，沿平面、豎向的質量分布及剛度分布均勻的建筑物，有更好的抗震能力，震害小。
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