橡膠支座連續(xù)梁橋地震力計(jì)算方法（二）
發(fā)布時(shí)間：2010-01-14 共1頁(yè)
通過(guò)前面的分析可知，《規(guī)范》公式不能夠有效考慮滑板支座部分發(fā)生滑動(dòng)、部分不發(fā)生滑動(dòng)的情況，以及摩擦耗能等因素的影響，鑒于上述原因，建議用如下方法來(lái)確定上部結(jié)構(gòu)對(duì)板式支座產(chǎn)生的縱向地震力、下面通過(guò)一個(gè)算例來(lái)具體論述這個(gè)方法．假定某跨連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)烈度為7度，位于Ⅱ類場(chǎng)地，跨徑分別為20m+40m+30m．墩高分別為3m、4m、7m、5m，板式支座位于2號(hào)墩頂，其余為聚四氟乙烯滑板支座、各參數(shù)與前面的模型相同．在通常情況下，橋墩的質(zhì)量同橋面板的質(zhì)量相比很小，因此在該方法中忽略橋墩質(zhì)量的影響，僅考慮上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，并將橋面板看作剛性，計(jì)算模型見(jiàn)圖6a。計(jì)算過(guò)程如下：
(1)首先求得各墩的組合剛度及其力-位移曲線，如圖6b所示．按式(1)求各墩組合剛度分別為：
各墩滑板支座的摩擦力為：
(2)假定所有滑板支座均未滑動(dòng)，求得結(jié)構(gòu)基本周期T0，進(jìn)而由反應(yīng)譜求得橋面板發(fā)生的側(cè)向水平位移為：
rd為考慮不同阻尼比對(duì)采用5％阻尼比的標(biāo)難反應(yīng)譜的修正，其值按公式(3)計(jì)算，k2為結(jié)構(gòu)總的縱向水平抗推剛度。其值分別為：
(3)對(duì)于圖6a所示連續(xù)梁橋，在橋面板處加一單位水平側(cè)向力F，進(jìn)行Push-Over〔5〕分析，使其位移達(dá)到Sd0，進(jìn)而得到結(jié)構(gòu)的力-位移曲線，如圖6所示。從而由式（4）得到結(jié)構(gòu)在對(duì)應(yīng)于Sd0位移下的等效剛度ke和等效阻尼比∑e，分別為：
進(jìn)而由反應(yīng)譜求得相應(yīng)位移為： 
(4)比較Sd0與Sd1的差值，如果相差較，就繼續(xù)回到第三步，以Sd0代替進(jìn)行迭代計(jì)算，直到兩者滿足容許誤差為止。本算例迭代兩次后滿足容許誤差5%，得到橋面板位移為：Sd=13.92mm.
(5)由得到的位移S d即可從公式(5)求出上部結(jié)構(gòu)對(duì)板式支座頂部產(chǎn)生的縱向水平地震力為:
該算例的過(guò)程分析結(jié)果見(jiàn)圖7，板式支座縱向地震力時(shí)程分析值為V∑＝81．83kN，按《規(guī)范》方法計(jì)算值為94．05kN,本文方法與時(shí)程分析之間的相對(duì)差值為12．6％，可見(jiàn)兩者比較接近此。此外，本文方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)Push—0ver分析得到對(duì)應(yīng)于最位移時(shí)各墩頂支座是否開(kāi)始滑動(dòng)的情況，從而可以根據(jù)其是否滑動(dòng)來(lái)確定各墩頂支座的剪力，而這是現(xiàn)行規(guī)范方法所不具備的．對(duì)于該算例，本文建議的方法所得結(jié)果略小于時(shí)程分析值，這主要是由于方法中所取阻尼比值較造成的．在實(shí)際地震作用下，達(dá)到最位移的歷程通常只有有限的幾次，如果按文獻(xiàn)[5]中所建議的那樣，取所得阻尼比值的70%作為對(duì)反應(yīng)譜校正的值，本文方法得到的支座剪力為V∑=85，27kN，得到的結(jié)果比時(shí)程分析值4％．關(guān)于阻尼值究竟如何選取才合理，值得進(jìn)一步研究．
3．結(jié)論
(1)對(duì)于跨數(shù)較少的規(guī)則橋梁，滑板支座摩擦系數(shù)在0．02—0—05之間，受到卓越周期較短的低烈度水平地震作用，《規(guī)范》公式計(jì)算結(jié)果與時(shí)程分析比較接近，且略偏于保守．對(duì)于其它情況，因《規(guī)范》公式?jīng)]有能夠有效考慮部分滑扳支座發(fā)生滑動(dòng)以及摩擦耗能等因素的影響，導(dǎo)致在一些情況下規(guī)范計(jì)算結(jié)果與時(shí)程分析結(jié)果存在較差異。
(2)《規(guī)范》偏重于檢算，沒(méi)有明確給出在設(shè)計(jì)地震作用下，扳式支座、滑扳支座等構(gòu)件的預(yù)期性能目標(biāo)，也沒(méi)有通過(guò)相應(yīng)的設(shè)計(jì)來(lái)保證，使得板式支座、滑板支座等構(gòu)件在實(shí)際地震中所表現(xiàn)的性能具有很的不確定性．建議《規(guī)范》在這方面進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)各類構(gòu)件在設(shè)計(jì)地震作用下的性能目標(biāo)給出明確的規(guī)定，并利用能力設(shè)計(jì)原理來(lái)保證設(shè)計(jì)的構(gòu)件達(dá)到這些預(yù)期的目標(biāo)。
(3)本文建議的方法可給出在設(shè)計(jì)地震作用下，各滑板支座是否開(kāi)始發(fā)生滑動(dòng)的信息、并考慮摩擦耗能等因素的影響。經(jīng)與時(shí)程分析結(jié)果比較可知，計(jì)算結(jié)果比較合理，但對(duì)其中一些參數(shù)的合理選定，還有待進(jìn)一步研究。
