抗震設(shè)計(jì)
關(guān)注創(chuàng)建者：阿毅 創(chuàng)建時(shí)間：2018-08-07
抗震設(shè)計(jì)的視頻教程
ABAQUS反應(yīng)譜分析中如何生成反應(yīng)譜
附件為根據(jù)NB35047-2015《水電工程水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)譜制作的反應(yīng)譜生成文件，并演示了附件的用法，以及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整以應(yīng)用到ABAQUS中進(jìn)行結(jié)構(gòu)反應(yīng)譜法分析。
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抗震設(shè)計(jì)的實(shí)例教程
本文對(duì)基于能力保護(hù)原則設(shè)計(jì)的橋梁，簡(jiǎn)要介紹了橋梁抗震設(shè)計(jì)原則、抗震體系選取，重點(diǎn)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(fā)生非彈性變形的構(gòu)件-墩柱抗剪、蓋梁、基礎(chǔ)、支座作為能力保護(hù)設(shè)計(jì)的計(jì)算方法。
關(guān)鍵詞：抗震設(shè)計(jì)、塑性鉸、能力保護(hù)設(shè)計(jì)
01引言
地震災(zāi)害是瞬時(shí)突發(fā)性的社會(huì)災(zāi)害，短時(shí)間內(nèi)造成橋梁倒塌、交通中斷、人員傷亡，經(jīng)濟(jì)損失巨大，它所造成的社會(huì)影響比其他自然災(zāi)害更為廣泛、強(qiáng)烈，社會(huì)影響深遠(yuǎn)。《城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：地震基本烈度為6度及以上地區(qū)的城市橋梁，必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，且此條為強(qiáng)制性條文。橋梁抗震設(shè)計(jì)一直受到設(shè)計(jì)及審查人員重視，但在實(shí)際設(shè)計(jì)文件中，抗震設(shè)計(jì)仍存在一定問題，部分設(shè)計(jì)文件抗震設(shè)計(jì)概念混淆、抗震計(jì)算內(nèi)容不全、或能力保護(hù)構(gòu)件設(shè)計(jì)取值存在問題。本文結(jié)合審圖過程中抗震設(shè)計(jì)、以及《城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 166-2011）、《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/T 2231-01-2020)，對(duì)橋梁抗震設(shè)計(jì)、能力保護(hù)構(gòu)件計(jì)算的內(nèi)容進(jìn)行了梳理，希望能對(duì)橋梁抗震設(shè)計(jì)及施工圖審查工作有所幫助。
02抗震設(shè)計(jì)原則及抗震體系選取
橋梁抗震設(shè)計(jì)的基本原則包括：彈性設(shè)計(jì)原則、延性設(shè)計(jì)原則、能力保護(hù)原則、減隔震設(shè)計(jì)原則。合理的抗震設(shè)計(jì)，要求橋梁結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、剛度、延性等指標(biāo)上組合最佳，從而經(jīng)濟(jì)合理的實(shí)現(xiàn)抗震目標(biāo)。
(1) 抗震設(shè)防目標(biāo)及抗震設(shè)計(jì)原則
橋梁抗震設(shè)防分類依據(jù)其結(jié)構(gòu)型式、在城市交通網(wǎng)絡(luò)中位置的重要性以及承擔(dān)的交通量分為甲、乙、丙、丁四類，甲、乙、丙類橋梁抗震設(shè)計(jì)采用兩水準(zhǔn)設(shè)防、兩階段（E1、E2）設(shè)計(jì)方式。
展開 由于結(jié)點(diǎn)受力復(fù)雜，目前美國(guó)的AASHTO規(guī)范，歐洲的Eurocode規(guī)范和我國(guó)的公路抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)結(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和構(gòu)造都沒有特別的規(guī)定。在橋梁抗震設(shè)計(jì)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(jié)點(diǎn)有足夠的承載力，避免節(jié)點(diǎn)過早破壞。即“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，弱構(gòu)件”。
綜合起來，建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)遵循如下原則：
強(qiáng)柱弱梁：要求同一結(jié)點(diǎn)柱端截面受彎承載力總和大于梁端受彎承載力總和；
強(qiáng)剪弱彎：控制截面的抗剪承載力大于抗彎承載力；
強(qiáng)結(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件：梁柱結(jié)點(diǎn)是保證結(jié)構(gòu)整體性和關(guān)鍵部位，要保證結(jié)點(diǎn)有足夠的強(qiáng)度和剛性，建筑結(jié)構(gòu)抗震的一般原則同樣適用于橋梁結(jié)構(gòu)。
下載地址：城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范
展開 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)包含了兩個(gè)設(shè)計(jì)范疇，即概念設(shè)計(jì)和參數(shù)設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)主要針對(duì)地震的不確定性和近似性，從概念上，特別是從結(jié)構(gòu)總體上考慮抗震的工程決策；建筑結(jié)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì)主要是采用二階段的抗震設(shè)計(jì)方法(地震作用計(jì)算、構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算和結(jié)構(gòu)變形驗(yàn)算等)實(shí)現(xiàn)三水準(zhǔn)的抗震設(shè)防要求。
兩者是相輔相成的。作為一個(gè)正確的抗震設(shè)計(jì)，必須重視抗震概念設(shè)計(jì)，靈活而又合理地運(yùn)用抗震設(shè)計(jì)思想，才能不致陷入盲目的計(jì)算工作。
1 場(chǎng)地與地基的概念設(shè)計(jì)
場(chǎng)地影響結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的大小決定了結(jié)構(gòu)的震害。一般來說，在深厚的軟土層上，高層建筑的地震反應(yīng)較為強(qiáng)烈；在淺薄的硬土層上，則自振周期較短的結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)較為強(qiáng)烈。因此，在設(shè)計(jì)軟土地基上的房屋時(shí)，要注意柔性結(jié)構(gòu)的反應(yīng)；反之，在設(shè)計(jì)硬土地基上的房屋時(shí)，要注意剛性結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。
在地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，要注意：同一結(jié)構(gòu)單元不宜設(shè)置在性質(zhì)截然不同的地基土上以及采用不同類型的基礎(chǔ)，地基有軟弱粘性土、液化土、新近填土或嚴(yán)重不均勻土層時(shí)，宜加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性和剛性
2 結(jié)構(gòu)布置的概念設(shè)計(jì)
地震后的震害調(diào)查和理論分析證明，結(jié)構(gòu)體型簡(jiǎn)單，剛度中心和質(zhì)量中心一致，沿平面、豎向的質(zhì)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。
展開 然而，在某些情況下，特別是在較大跨度的無縫橋梁中，設(shè)計(jì)橋臺(tái)時(shí)都需考慮上部結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)引起的力矩。
針對(duì)不同抗震設(shè)計(jì)類別的橋臺(tái)縱向響應(yīng)
針對(duì)抗震設(shè)計(jì)類別B或C中橋梁設(shè)計(jì)的橋臺(tái)，預(yù)計(jì)能夠承受地震荷載，并且最大限度地減少損傷。對(duì)于座式橋臺(tái)，預(yù)計(jì)動(dòng)態(tài)被動(dòng)壓力狀態(tài)下的橋臺(tái)運(yùn)動(dòng)最小。然而，橋梁上部結(jié)構(gòu)位移要求可以是100毫米或以上，并可能增加土壤移動(dòng)性。
對(duì)于抗震設(shè)計(jì)類別D，由于較大縱向上部結(jié)構(gòu)位移與慣性荷載相關(guān)，因此通常會(huì)調(diào)動(dòng)無縫橋臺(tái)墻以及座式橋臺(tái)背墻后方土壤中的被動(dòng)壓力阻力。以下兩種方案可供選擇：
方案1：沒有橋臺(tái)貢獻(xiàn)的抗震系統(tǒng)（ERS）。橋梁抗震系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)成能夠承受所有地震荷載，而不需要橋臺(tái)的任何貢獻(xiàn)。橋臺(tái)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(yīng)假設(shè)橋臺(tái)的剛度和承載力為零。這種情況下，應(yīng)考慮結(jié)合地震加速度引起的嚴(yán)重位移影響，對(duì)橋臺(tái)進(jìn)行評(píng)估。在適當(dāng)?shù)那闆r下，該評(píng)估應(yīng)涵蓋橋臺(tái)傾覆。
方案2：有橋臺(tái)貢獻(xiàn)的抗震系統(tǒng)（ERS）。這種情況中，橋梁應(yīng)設(shè)計(jì)成以橋臺(tái)作為抗震系統(tǒng)的關(guān)鍵元件。通過橋臺(tái)設(shè)計(jì)和分析，證實(shí)設(shè)計(jì)地震位移。如果設(shè)計(jì)中包括了橋臺(tái)剛度和承載力，則應(yīng)該意識(shí)到，通過橋臺(tái)位移調(diào)動(dòng)的被動(dòng)壓力區(qū)，會(huì)延伸到通常用于工作靜載設(shè)計(jì)的主動(dòng)壓力區(qū)之外。
展開 1、抗震設(shè)計(jì)時(shí)，宜采用對(duì)稱配筋。
2、抗震設(shè)計(jì)時(shí)：截面尺寸大于400mm的柱，其縱向鋼筋間距不宜大于200mm；非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，柱縱向鋼筋間距不宜大于300mm；柱縱向鋼筋凈距均不應(yīng)小于50mm.
3、全部縱向鋼筋的配筋率不宜大于5%.
4、一級(jí)且剪跨比不大于2的柱，其單側(cè)縱向受拉鋼筋的配筋率不宜大于1.2%.
5、邊柱、角柱及剪力墻端柱考慮地震作用組合產(chǎn)生小偏心受拉時(shí)，柱內(nèi)縱筋總截面面積應(yīng)比計(jì)算值增加25%.
05 抗震設(shè)計(jì)時(shí)短肢剪力墻有哪些設(shè)計(jì)要點(diǎn)？
1、截面厚度不應(yīng)小于200mm；
2、一、二、三級(jí)短肢剪力墻的軸壓比：在底部加強(qiáng)部位分別不宜大于0.45、0.50、0.55，一字形截面短肢剪力墻的軸壓比限值再相應(yīng)減少0.1；在底部加強(qiáng)部位以上的其他部位不宜大于上述規(guī)定值加0.05；
3、除底部加強(qiáng)部位的短肢剪力墻應(yīng)調(diào)整剪力設(shè)計(jì)值外，其他各層一、二級(jí)、三級(jí)短肢剪力墻的剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4、1.2和1.1；
4、短肢剪力墻邊緣約束構(gòu)件的設(shè)置應(yīng)符合要求；
5、短肢剪力墻的全部豎向鋼筋的配筋率：底部加強(qiáng)部位一、二級(jí)不宜小于1.2%，三、四級(jí)不宜小于1.0%；其他部位一、二級(jí)不宜小于1.0%，三、四級(jí)不宜小于0.8%；
6、不宜在一字形短肢剪力墻布置平面外與之相交的單側(cè)樓面梁。不能避免時(shí)，應(yīng)設(shè)置暗柱并校核剪力墻平面外受彎承載力。
由于短肢剪力墻抗震性能較差，特別是一字形短肢剪力墻，其平面外剛度較差，且厚度較小時(shí)與其連接的梁鋼筋與墻鋼筋難以布置，故規(guī)定其最小厚度不小于200mm，在底部加強(qiáng)部位，軸壓比限值比一般剪力墻墻肢減小0.05，以提高其延性。
展開 
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高壓比例閥如何適應(yīng)不同環(huán)境條件？2個(gè)月前
二、防護(hù)等級(jí)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：應(yīng)對(duì)粉塵、濕氣與振動(dòng)
在礦山、冶金或戶外作業(yè)場(chǎng)景中，設(shè)備常暴露于高粉塵、高濕度甚至水濺環(huán)境中，諾冠高壓比例閥普遍達(dá)到IP65/IP67甚至更高防護(hù)等級(jí)，通過優(yōu)化殼體密封結(jié)構(gòu)與接線方式，有效隔絕外部污染物侵入，此外產(chǎn)品內(nèi)部采用抗震設(shè)計(jì)，關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)部件經(jīng)過精密調(diào)校與阻尼處理，即使在持續(xù)振動(dòng)或沖擊工況下，也能維持控制精度與響應(yīng)速度。
密封系統(tǒng)強(qiáng)化也是抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)O型圈在持續(xù)振動(dòng)下易發(fā)生微動(dòng)磨損甚至泄漏，IMI Norgren高壓比例閥采用多重密封結(jié)構(gòu)，如組合式唇形密封+金屬擋圈設(shè)計(jì)，不僅耐高壓，還能在動(dòng)態(tài)振動(dòng)環(huán)境中維持長(zhǎng)期密封可靠性，杜絕介質(zhì)外泄風(fēng)險(xiǎn)。
**要求**
- 具備結(jié)構(gòu)分析和地震工程的基本知識(shí)
- 擁有SAP2000和/或Perform3D軟件（學(xué)生版或?qū)I(yè)版）
**課程描述**
粘滯流體阻尼器是現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)中最有效的被動(dòng)耗能裝置之一。
土木工程
進(jìn)行薄殼地震作用、風(fēng)荷載響應(yīng)分析中，單元能有效模擬殼體的振動(dòng)與失穩(wěn)，為結(jié)構(gòu)抗震、抗風(fēng)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。且單元計(jì)算的共振頻率與實(shí)測(cè)值偏差小于 2%。
補(bǔ)充EAS與ANS概念原理
在計(jì)算力學(xué)領(lǐng)域，殼單元的精度與效率始終是研究者關(guān)注的核心。當(dāng)殼體結(jié)構(gòu)面臨面內(nèi)彎曲、出平面彎曲或復(fù)雜變形時(shí)，傳統(tǒng)單元常因 “鎖定” 現(xiàn)象（如剪切鎖定、厚度鎖定）導(dǎo)致結(jié)果失真。
一、該雨棚的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息
結(jié)構(gòu)類型：無側(cè)移鋼框架
設(shè)計(jì)分析軟件：midas Gen
設(shè)計(jì)規(guī)范：
《建筑荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50009-2012）
《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50017-2017）
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）
《廣東省強(qiáng)風(fēng)易發(fā)多發(fā)地區(qū)金屬屋面技術(shù)規(guī)程》 （DBJ_T15-148-2018）
材料：鋼結(jié)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件均采用Q235。
在現(xiàn)代結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，有限元分析已成為工程師手中的核心工具。其中，ANSYS憑借其強(qiáng)大的建模能力與數(shù)值分析引擎，成為進(jìn)行地震響應(yīng)模擬與結(jié)構(gòu)動(dòng)力評(píng)估的主流平臺(tái)之一。然而，從構(gòu)建模型到輸入地震波、從模態(tài)分析到時(shí)程響應(yīng)，整個(gè)流程對(duì)初學(xué)者而言既嚴(yán)謹(jǐn)又復(fù)雜，亟需系統(tǒng)的操作指南。
作為一名科研博主，我希望通過這份教程，為你梳理出一條抗震建模之路。
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）
二、建模
根據(jù)所提供鋼架布置圖建立鋼架模型。
</p><p>根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011）表5.5.1所描述：多高層鋼支架層間位移角限值為1/250。
圖1 廣青脫硫塔模型
2.設(shè)計(jì)依據(jù)
《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50068-2018）
《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009-2012）
《廣東省建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（DBJ/T15-101-2022）
《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50017-2017）
《煙囪工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50051-2021）
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010（2016）
井噴
采油
注水驅(qū)油
AOV/ROV Design水下機(jī)器人設(shè)計(jì)
固定海上平臺(tái)
挑戰(zhàn)：
? 安裝
? 地震和波浪載荷
? 運(yùn)輸和設(shè)備調(diào)試
CAE解決方案：
? 梁連接點(diǎn)的疲勞評(píng)估
? 部件級(jí)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)
? 土壤/樁的建模仿真
? 水下水流對(duì)結(jié)構(gòu)的影響
? 抗震的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
