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雙鴨山橋梁抗震鋼結構支座的設計原則
橋梁抗震的設計原則
合理的抗震設計,要求設計出來的結構在強度、剛度和延性等指標上有最佳的組合,使結構能夠經(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構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,上部結構應盡可能是連續(xù)的。較好的整體性可防止結構構件及非結構構件在地震時被震散掉落,同時它也是結構發(fā)揮空間作用的基本條件。無論是在平面還是在立面上,結構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.提高結構和構件的強度和延性。橋梁結構的地震破壞源于地震動引起的結構振動,因此抗震設計要力圖使從地基傳入結構的振動能量為最小,并使結構具有適當?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構變形;強度與延性則是決定結構抗震能力的兩個重要參數(shù)。由于地震動可造成結構和構件周期反復變形,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,即在不同構件(延性構件和能力保護構件-不適宜發(fā)生非彈性變形的構件統(tǒng)稱為能力保護構件)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,確保結構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構,避免倒塌。因此,超靜定結構優(yōu)于同種類型的靜定結構。但相對于建筑結構,橋梁在這方面可利用的余地通常并不大。
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