《Midas-城市桥梁抗震分析及验算课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Midas-城市桥梁抗震分析及验算课件（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 Dr.ZuoDr.Zuo HUATIAN ENGINEERING & TECHNOLOGY CORPORATION. MCCHUATIAN ENGINEERING & TECHNOLOGY CORPORATION. MCCMidas 城市桥梁抗震分析及验算城市桥梁抗震分析及验算目目 录录一、延性设计理念一、延性设计理念二、二、Midas 抗震分析前处理抗震分析前处理三、三、Midas 抗震分析后处理抗震分析后处理四、结论四、结论目目 录录一、延性设计理念一、延性设计理念二、二、Midas 抗震分析前处理抗震分析前处理三、三、Midas 抗震分析后处理抗震分析后处理四、结论四、结论延性设计理念
2、延性设计理念1. 抗震设计规范抗震设计规范 公路桥梁抗震细则公路桥梁抗震细则2008年年城市桥梁抗震设计规范城市桥梁抗震设计规范2012年年公路工程抗震规范公路工程抗震规范2014年年延性设计理念延性设计理念2. 桥梁地震破坏桥梁地震破坏 （a）地基失效引起的破坏）地基失效引起的破坏例如：在活动断层，或由山体滑坡、崩塌、土体液化产生的破坏。例如：在活动断层，或由山体滑坡、崩塌、土体液化产生的破坏。（b）结构振动引起的破坏）结构振动引起的破坏例如：地震强度过大，或者强度延性不足，结构的布置或者构造不合例如：地震强度过大，或者强度延性不足，结构的布置或者构造不合理。理。延性设计理念延性设计理念3.
3、 延性设计延性设计桥梁结构体系中设置延性构件，桥梁在桥梁结构体系中设置延性构件，桥梁在E2地震作用下，延性构件进入塑地震作用下，延性构件进入塑性状态进行耗能，同时可以减小结构刚度，增大结构周期，达到性状态进行耗能，同时可以减小结构刚度，增大结构周期，达到减小地减小地震动响应震动响应的目的。的目的。类型类型 类型类型 延性设计理念延性设计理念规范中延性设计理念的体现规范中延性设计理念的体现规范流程图参照：规范流程图参照：11抗震设计抗震设计规范规范81-83页页目目 录录一、延性设计理念一、延性设计理念二、二、Midas 抗震分析前处理抗震分析前处理三、三、Midas 抗震分析后处理抗震分析后处
4、理四、结论四、结论MidasMidas抗震分析前处理抗震分析前处理1. 工程案例工程案例 城市主干路上的混凝土空心板结构，桥梁上部结构为城市主干路上的混凝土空心板结构，桥梁上部结构为2孔孔20米的简支梁，米的简支梁，下部结构为柱式墩台，墩柱一体。顶部设有盖梁，柱高下部结构为柱式墩台，墩柱一体。顶部设有盖梁，柱高30米。米。MidasMidas抗震分析前处理抗震分析前处理与静力模型的区别：真实、准确地反映与静力模型的区别：真实、准确地反映结构质量结构质量、结构及构件刚度结构及构件刚度、结、结构构阻尼阻尼及及边界条件边界条件。上部结构建立质量点，与盖梁上部结构建立质量点，与盖梁之间建立弹性连接之间
5、建立弹性连接（1）桥梁抗震设防分类：丙类；）桥梁抗震设防分类：丙类；（2）抗震设防烈度：）抗震设防烈度：8度；度；（3）抗震设计方法分类：）抗震设计方法分类：A类；类；（4）场地类别：）场地类别：II类；类；在进行反应谱分析时，选在进行反应谱分析时，选择合适的地震动参数值择合适的地震动参数值2. 反应谱分析反应谱分析 A类类规规则则桥桥梁梁，E1和和E2地地震震均均选择选择MM法法MidasMidas抗震分析前处理抗震分析前处理MidasMidas抗震分析前处理抗震分析前处理 地震地震地震地震反应谱的确定反应谱的确定反应谱的确定反应谱的确定 根根据据设设计计参参数数，选选择择E1地地震震动反应
6、谱参数。动反应谱参数。MidasMidas抗震分析前处理抗震分析前处理E1地震作用下反应谱设计参数地震作用下反应谱设计参数E2地震作用下反应谱设计参数地震作用下反应谱设计参数MidasMidas抗震分析前处理抗震分析前处理MidasMidas抗震分析前处理抗震分析前处理 反应谱荷载工况定义反应谱荷载工况定义反应谱荷载工况定义反应谱荷载工况定义一般情况下，城市桥梁可只考虑水平向地震作用，直线桥可分别考虑顺桥向一般情况下，城市桥梁可只考虑水平向地震作用，直线桥可分别考虑顺桥向X和横桥向和横桥向Y的地震作的地震作用，横桥向在输入的时候，地震角度填写用，横桥向在输入的时候，地震角度填写90度度。SRS
7、S（平平方方和和平平方方根根法法）适适用用：平动的振型分解反应谱法平动的振型分解反应谱法CQC（完完全全二二次次项项平平方方根根法法）适适用用：扭扭转转耦耦联联的的振振型型分分解解反反应应谱谱法。法。MidasMidas抗震分析前处理抗震分析前处理模型特征值分析模型特征值分析模型特征值分析模型特征值分析在进行反应谱分析之前要计算模型的振型：首先在进行反应谱分析之前要计算模型的振型：首先c在结构类型中将模型定义为在结构类型中将模型定义为3D的，的，勾选将自重勾选将自重转化为质量，同时还要将外荷载转化为质量（自重不必要转化）。转化为质量，同时还要将外荷载转化为质量（自重不必要转化）。MidasMi
8、das抗震分析前处理抗震分析前处理采用多重采用多重Ritz向量法进行特征值分析，水平向向量法进行特征值分析，水平向各取各取40阶振型，保证振型参与质量达到阶振型，保证振型参与质量达到90%以上。以上。运运行行后后可可在在结结结结果果果果- -振振振振型型型型中中查查看看周周期期与振型。与振型。同同时时点点击击自自振振模模态态可可以以输输出出周周期期与振型的数据表格。与振型的数据表格。MidasMidas抗震分析前处理抗震分析前处理3. 抗震分析前处理步骤抗震分析前处理步骤 总结总结总结总结模型建立模型建立重点：重点：（1）支座连接）支座连接 （2）桩基模拟）桩基模拟振型分析振型分析重点：重点：
9、（1）转化质量）转化质量 （2）分析类型）分析类型反应谱分析反应谱分析重点：重点：（1）设计数据）设计数据 （2）组合类型）组合类型目目 录录一、延性设计理念一、延性设计理念二、二、Midas 抗震分析前处理抗震分析前处理三、三、Midas 抗震分析后处理抗震分析后处理四、结论四、结论MidasMidas抗震分析后处理抗震分析后处理1. 荷载工况荷载工况完成反应谱分析后，需要定义混凝土的荷载工况，一般点击自动生成。规范选择城市桥梁抗震设完成反应谱分析后，需要定义混凝土的荷载工况，一般点击自动生成。规范选择城市桥梁抗震设计规范。计规范。2. 后处理验算后处理验算点击点击设计设计-RC设计设计这里
10、的规范同前，也需要选这里的规范同前，也需要选择城市桥梁抗震设计规范。择城市桥梁抗震设计规范。RC设计参数设计参数E1E2（弹性）（弹性）E2（弹塑性）（弹塑性）MidasMidas抗震分析后处理抗震分析后处理MidasMidas抗震分析后处理抗震分析后处理RC材料性能材料性能参数参数注意：进行抗震设计的混凝土注意：进行抗震设计的混凝土材料及钢筋材料特性必须选择材料及钢筋材料特性必须选择JTG04（RC）规范）规范，否则程序，否则程序提示提示“抗震设计单元材料选择抗震设计单元材料选择不正确不正确”（结构分析时可不受（结构分析时可不受此限制）。此限制）。MidasMidas抗震分析后处理抗震分析后
11、处理RC设计截面设计截面配筋配筋注意：注意：程序默认只有程序默认只有竖直的单竖直的单元元才进行才进行RC验算，如果在截面验算，如果在截面列表中未出现截面说明有水平列表中未出现截面说明有水平的单元与竖直的单元共用一种的单元与竖直的单元共用一种截面。截面。另：进行抗震设计的盖梁截面另：进行抗震设计的盖梁截面必须是必须是“设计截面设计截面”中的截面，中的截面，其他构件截面必须是其他构件截面必须是“数据库数据库/用户用户”中的截面，否则程序提中的截面，否则程序提示示“抗震设计用数据不存在抗震设计用数据不存在”。定义定义弯矩弯矩-曲曲率曲线率曲线MidasMidas抗震分析后处理抗震分析后处理首先定义弹
12、塑性材料特性，包括首先定义弹塑性材料特性，包括钢材，约束混凝土，无约钢材，约束混凝土，无约束混凝土。束混凝土。MidasMidas抗震分析后处理抗震分析后处理钢材钢材-两折线模型两折线模型混凝土和约束混凝土混凝土和约束混凝土Mander模型模型无约束混凝土与约无约束混凝土与约束混凝土的强度要束混凝土的强度要进行换算，乘上进行换算，乘上0.85的系数。的系数。MidasMidas抗震分析后处理抗震分析后处理定义弯矩曲率曲线，其中轴力是定义弯矩曲率曲线，其中轴力是查看静查看静力结果力结果得出的。先计算得出的。先计算-后添加后添加-最后选中最后选中-再点击计算选择的截面。再点击计算选择的截面。定义定
13、义抗震构抗震构件类型件类型自自由由长长度度就就是是桥桥墩墩的的高高度度，可可以以通通过过节节点点查查询询功功能能进进行行查查询询，长长度度系系数数是是根根据据桥桥墩墩上上下下的的联联接接方方式式选选择择的的（点点击击后后面面的的省省略略号号就就可可以选择相应的形式）。以选择相应的形式）。MidasMidas抗震分析后处理抗震分析后处理MidasMidas抗震分析后处理抗震分析后处理进行进行抗震设抗震设计计然然后后就就是是查查看看相相应应的的结结果果：E1下下验验算算的的是是桥桥墩墩强强度度（弹弹性性），E2下下有有强强度度验验算算（弹弹性性）和塑性铰抗剪强度验算（弹塑性）。和塑性铰抗剪强度验算
14、（弹塑性）。E2E2弹塑性验算弹塑性验算弹塑性验算弹塑性验算在在E2地震作用下桥墩的强度不能满足要求，桥墩进地震作用下桥墩的强度不能满足要求，桥墩进入了塑性阶段，所以接下来要进行入了塑性阶段，所以接下来要进行弹塑性验算弹塑性验算。根据规范要进行刚度进行调整根据规范要进行刚度进行调整MidasMidas抗震分析后处理抗震分析后处理MidasMidas抗震分析后处理抗震分析后处理第一个表格中的数值可以在特性的材料第一个表格中的数值可以在特性的材料和截面中查询，第二个表格是第一个表和截面中查询，第二个表格是第一个表格计算得到的，第三个表格是根据弯矩格计算得到的，第三个表格是根据弯矩曲率中理想化屈服的
15、弯矩曲率得到（曲率中理想化屈服的弯矩曲率得到（y和和z分别是分别是0和和90度）。度）。MidasMidas抗震分析后处理抗震分析后处理调整系数是在特性调整系数是在特性-截面管理器截面管理器-刚度中设置。刚度中设置。Civil中的调整刚度是通过边界条件的形式添加的，所以先定义一个刚度调整的边界组。注意在相应的中的调整刚度是通过边界条件的形式添加的，所以先定义一个刚度调整的边界组。注意在相应的施工阶段要激活，否则不予考虑。施工阶段要激活，否则不予考虑。目目 录录一、延性设计理念一、延性设计理念二、二、Midas 抗震分析前处理抗震分析前处理三、三、Midas 抗震分析后处理抗震分析后处理四、结论四、结论结论结论反应谱抗震验算主要桥墩强度验算，能力保护构件的验算参照规反应谱抗震验算主要桥墩强度验算，能力保护构件的验算参照规范根据设计要求进行设置验算。范根据设计要求进行设置验算。在验算分析参数设置过程中，需要注意很多方面，防止程序无法在验算分析参数设置过程中，需要注意很多方面，防止程序无法进行验算。进行验算。验算内容和注意事项见附件。验算内容和注意事项见附件。
