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阜新橋梁抗震鋼結(jié)構(gòu)支座的設計原則
橋梁抗震的設計原則
合理的抗震設計,要求設計出來的結(jié)構(gòu)在強度、剛度和延性等指標上有最佳的組合,使結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)濟的實現(xiàn)抗震設防的目標。要達到這個要求,就需要設計工程師深入了解對結(jié)構(gòu)地震反應有重要影響的基本因素,并具有豐富的經(jīng)驗和創(chuàng)造力,而不僅僅是按規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行。以下為抗震設計應盡可能遵循的一些基本原則,這些原則基于歷次的橋梁震害教訓和當前公認的理論認識。
1.場地選擇。除了根據(jù)地震危險性分析盡可能選擇比較安全的廠址之外,還要考慮一個地區(qū)內(nèi)的場地選擇。選擇的原則是:避免地震時可能發(fā)生地基失效的松軟場地,選擇堅硬場地。
2.體系的整體性和規(guī)則性。橋梁的整體性要好,上部結(jié)構(gòu)應盡可能是連續(xù)的。較好的整體性可防止結(jié)構(gòu)構(gòu)件及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震時被震散掉落,同時它也是結(jié)構(gòu)發(fā)揮空間作用的基本條件。無論是在平面還是在立面上,結(jié)構(gòu)的布置都要力求使幾何尺寸、質(zhì)量和剛度均勻、對稱、規(guī)整,避免突然變化。
3.提高結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的強度和延性。橋梁結(jié)構(gòu)的地震破壞源于地震動引起的結(jié)構(gòu)振動,因此抗震設計要力圖使從地基傳入結(jié)構(gòu)的振動能量為最小,并使結(jié)構(gòu)具有適當?shù)膹姸、剛度和延性,以防止不能容忍的破壞。在不增加重量、不改變剛度的前提下,提高總體強度和延性是兩個有效的抗震途徑。剛度的選擇有助于控制結(jié)構(gòu)變形;強度與延性則是決定結(jié)構(gòu)抗震能力的兩個重要參數(shù)。由于地震動可造成結(jié)構(gòu)和構(gòu)件周期反復變形,使其剛度與強度逐漸退化,因此,只重視強度而忽視延性絕對不是良好的抗震設計。
4.能力設計原則。能力設計思想強調(diào)強度安全度差異,即在不同構(gòu)件(延性構(gòu)件和能力保護構(gòu)件-不適宜發(fā)生非彈性變形的構(gòu)件統(tǒng)稱為能力保護構(gòu)件)和不同破壞模式(延性破壞和脆性破壞模式)之間確立不同的強度安全度。通過強度安全度差異,確保結(jié)構(gòu)在大地震下以延性形式反應,不發(fā)生脆性的破壞模式。在我國以前的建筑抗震設計中,普遍采用“強柱弱梁,強剪弱彎,強節(jié)點弱構(gòu)件”的設計思想。
5.多道抗震防線。應盡量使橋梁成為具有多道抵抗地震側(cè)向力的體系,則在強地震動過程中,一道防線破壞后尚有第二道防線可以支撐結(jié)構(gòu),避免倒塌。因此,超靜定結(jié)構(gòu)優(yōu)于同種類型的靜定結(jié)構(gòu)。但相對于建筑結(jié)構(gòu),橋梁在這方面可利用的余地通常并不大。
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