抗3-33-典尚设计

数来求固有周期，就可能低估设计地震力，因此，求设计地震力时要多从安全的角度来考虑。 3) 像用于地震时水平力分散结构的多层橡胶支座那样，对变形时刚度不变的支座，就采用这种刚度。在减震支座的情况下，对等效刚度随变形而变化的支座，要采用8.4.4节规定的有效设计位移相当的刚度。3.3.3 惯性力的计算方法 (1) 当设计振动单位由1座的下部结构和它支撑的上部结构部分组成时，下部结构的抗震设计中应考虑的上部结构的惯性力，应是它支撑的上部结构的重量乘以地震系数法的抗震设计中4.1节规定的设计水平地震力系数、或乘以地震时保有水平抗力法的抗震设计中5.3.1节规定的等效水平地震力系数而计算得出。但是，上部结构与下部结构的连接部分对惯性力的作用方向为可动的情况下，在地震系数法的抗震设计中、代替上部结构的惯性力把支座的静摩擦力作为水平荷载使用，在地震时保有水平抗力法的抗震设计中、则由静载反力乘以等效水平地震力系数后，其值的一半作为水平荷载使用。 (2) 当设计振动单位由复数的下部结构与其支撑的上部结构部分组成时，求出上部结构及下部结构的重量乘以地震系数法的抗震设计中4.1节规定的设计水平地震力系数、或乘以地震时保有水平抗力法的抗震设计中5.3.1节规定的等效水平地震力系数后的水平力，并使其作用于设计振动单位的惯性力作用方向，算出由惯性力引起的截面内力。在相同的设计振动单位中，以使用相同的设计水平地震力系数或等效水平地震力系数为原则。 (3) 在连续梁桥中，按照(2)项的规定算出的上部结构作用于下部结构的惯性力，原则上不得低于作用于该下部结构支座处的静载反力乘以地震系数法的抗震计算中的设计水平地震力系数的2/3、 或乘以地震时保有水平抗力法的抗震计算中的等效水平地震力系数后的2/3。解说： (1) 在下部结构的抗震设计中，必须考虑上部结构的惯性力。设计振动单位由1座下部结构和其支撑的上部结构部分构成时，作为上部结构的惯性力，应采用该下部结构支撑的上部结构的重量乘以水平地震力系数后的值。 1) 可动支座部摩擦力的影响上部结构与下部结构的连接部分，对惯性力的作用方向为可动的情况下，必须取代上部结构的惯性力而考虑作用于支座的静摩擦力。在计算上部结构作用于下部结构的顺桥向惯性力时，可动支座的静摩擦力作如下处理(参照图-解3.3.9)。 i) 与上部结构的连接部分在顺桥向为固定的下部结构如图-解3.3.9所示的桥台那样，与上部结构的连接部分在顺桥向为固定的情况下，计算由上部结构作用于下部结构的惯性力时，可忽视作用于其他下部结构(桥墩1及桥墩2)的可动支上摩檫力的影响。因为地震时伴随有可动支座的下部结构的振动，固定一侧上有上部结构作用于下部结构的惯性力减少的情形，相反也有增加的情形，所以为了安全起见不减去摩擦力，这是按以前的思路规定的。 ii) 与上部结构的连接部分在顺桥向为可动的下部结构如图-解3.3.9所示的桥墩1那样，与上部结构的连接部分在顺桥向为可动的情况下，根据地震系数法的抗震设计，代替上部结构作用于下部结构的惯性力、把产生于该下部结构可动支座的静摩擦力作为水平荷载作用于支座的底面位置。支座的静摩擦力取作用于支座的静载而产生的垂直反力乘以可动支座的静摩擦系数后的值。静摩擦系数采用通论篇4.1.4节规定的数值。这是根据有可动支座的下部结构顺桥向离开其它设计振动单位而独立振动的情况定的。但是，支座的摩擦力要小于作用于其支座固定后分担的上部结构作用于下部结构的惯性力。代替动摩擦力而采用静摩擦力是按照过去的思路为安全设计起见。此外，以相同的下部结构为基础的可动支座支撑2个梁的情况下，作用于两方的可动支座的摩擦力则汇合于相同方向。 另一方面，在受到地震时保有水平抗力法所设想的较大地震力的情况下，可以予想到可动支座遭损害、损害后的支座相咬等超过静摩擦力的惯性力作用于有可动支座的桥墩的情况。因此，若仅以静摩擦力设计则有时设计出的桥墩抗力极低，所以对于这样的桥墩，在地震时保有水平抗力法的抗震设计中以静载反力乘以等效水平地震力系数后的值的一半，作为水平荷载使用。同时，考虑这样的惯性力只限于有可动支座的桥墩为对象，对如图-解3.3.9桥墩2所示的、1座桥墩上有固定支座和可动支座两者的桥墩则不适用。 iii) 与上部结构的连接部分在顺桥向为有固定和可动两者的下部结构 如图-解3.3.9桥墩2所示，在与上部结构的连接部分在顺桥向为有固定和可动两者的下部结构中，把以下几项中值大者作为上部结构作用于下部结构的惯性力。 从固定一侧的上部结构(B梁)作用于下部结构的惯性力 从固定一侧的上部结构(B梁)作用于下部结构的惯性力，减去作用于支撑与其相同的上部结构的其它下部结构的摩擦力的总合，然后在求出的力中相同方向加入从A梁作用于该下部结构可动支座(桥墩2)的摩擦力后，形成的力。 此处，除了之外之所以考虑的条件，是因为当A梁的计算跨径比B梁长很多、规模较大的不同的2连的上部结构由相同的下部结构支撑时，不能忽视作用于可动支座的摩擦力的影响。但是，在求作用于B梁固定侧的惯性力时，按照上述i)项的思路忽视作用于B梁的其它可动支座的摩擦力之外，在相同方向再加入作用于A梁可动侧的摩擦力的做法，是过于安全地考虑了惯性力与摩擦力的影响。因此，在类似桥墩2这样与上部结构连接部分、顺桥向有固定与可动两种支座的下部结构中，计算作用于B梁的固定支座的惯性力时，先减去作用于B梁其他可动支座的摩擦力总和，再加上相同方向的作用于A梁可动支座(桥墩2)的摩擦力，求出作用于桥墩2的惯性力。 此外，B梁固定支座部设计用的惯性力，取上述的规定，这种情况下不得减去作用于可动支座的摩擦力。 2) 简支梁的惯性力 简支梁桥如图-解3.3.10所示，上部结构作用于下部结构的顺桥向惯性力的计算如下： i) 上部结构对桥台的惯性力 支座AL为固定的情况下 HA =khAWA (解3.3.14) 支座AL为可动的情况下 HA=fALRAL (解3.3.15) 但是， fALRAL1/2khAWA (解3.3.16) ii ) 上部结构对桥墩的惯性力 支座AR与支座BL两者均为固定的情况下 Hp=khAWA+khBWB (解3.3.17) 支座AR为固定、支座BL为可动的情况下 Hp=khAWA (解3.3.18)或 Hp=khAWA-fALRAL+fBLRBL (解3.3.19) 两式中Hp值大者, 式中 (解3.3.20) 支座AR与支座BL两者皆为可动的情况下 按照地震系数法的抗震设计 HP=fARRAR+fBLRBL (解3.3.21)但是 (解3.3.22) 按照地震时保有水平抗力法的抗震设计 HP=khP(RAR+RBL)/2 (解3.3.23)其中：HA：上部结构对桥台的惯性力(tf)HP：上部结构对桥墩的惯性力(tf)WA：A梁的静载(tf)WB：B梁的静载(tf)RAL：由WA产生的桥台垂直反力(tf)RAR：由WA产生的桥墩垂直反力(tf)RBL：由WB产生的桥墩垂直反力(tf)khA：包括A梁的设计振动单位的设计水平地震力系数，地震系数法的抗震设计取4.1节规定的设计水平地震力系数，地震时保有水平抗力法的抗震设计取5.3.1节规定的等效水平地震力系数。KhB：包括B梁的设计振动单位的设计水平地震力系数，地震系数法的抗震设计取4.1节规定的设计水平地震力系数，地震时保有水平抗力法的抗震设计取5.3.1节规定的等效水平地震力系数。khp：看作桥墩支撑的相当于RAR与RBL合计的一半的上部结构部分的设计振动单位的设计水平地震力系数，取5.3.1节规定的地震时保有水平抗力法使用的等效水平地震力系数。fAL：支座AL可动时的静摩擦系数fAR：支座AR可动时的静摩擦系数fBL：支座BL可动时的静摩擦系数 简支梁桥上部结构作用于下部结构的横桥向的惯性力，取上部结构的静载作用于支座部的垂直反力乘以地震系数法的抗震设计中4.1节规定的设计水平地震力系数后得出的值，在地震时保有水平抗力法的抗震设计中则乘以5.3.1节规定的等效水平地震力系数后得出的值。 3) 一点固定的连续梁的惯性力 如图解-3.3.11所示, 一点固定的连续梁桥，上部结构作用于下部结构顺桥向的惯性力计算如下(见图解3.3.11)。 i) 上部结构对桥台的惯性力 支座AL为固定的、支座AC与支座AR两者均为可动的情况下， HA=khAWA (解 3.3.24) 支座AL为可动的情况下 HA=fALRAL (解 3.3.25)但是 fALRALkhARAL (解3.3.26) ii) 上部结构对桥墩1的惯性力 支座AC为固定，支座AL与支座AR两者均为可动的情况下 HP1=khAWA (解3.3.27) 支座AC为可动的情况下 按照地震系数法的抗震设计 HP1=fACRAC (解3.3.28)但是 fACRACkhARAC (解3.3.29) 按照地震时保有水平抗力法的抗震设计 HP1=kh1RAC /2 (解3.3.30) iii) 上部结构对桥墩2的惯性力 支座AR与支座BL两方均为固定，支座AL与支座AC两方均为可动的情况下 HP2=khAWA+khBWB (解3.3.31) 支座AR为固定，支座AL、AC与BL全部为可动的情况下 HP2=khAWA (解3.3.32)或 HP2=khAWA -fALRAL-fACRAC +fBLRBL (解3.3.33) 两式中HP2值大者但是 (解3.3.34) 支座AR与支座BL两方均为可动的情况下 按照地震系数法的抗震设计 HP2=fARRAR+fBLRBL (解3.3.35)但是 (解3.3.36) 按照地震时保有系数抗力法的抗震设计 HP2=kh2(RAB+RBL)/2 (解3.3.37)其中HA：上部结构对桥台的惯性力(tf)HP1：上部结构对桥墩1的惯性力(tf)HP2：上部结构对桥墩2的惯性力(tf)WA：A梁的静载(tf)WB：B梁的静载(tf)RAL：由WA产生的桥台垂直反力(tf)RAC：由WA产生的桥墩1的垂直反力(tf)RAR：由WA产生的桥墩2的垂直反力(tf)RBL：由WB产生的桥墩2的垂直反力(tf)KhA：包含A梁的设计振动单位的设计水平地震力系数，在地震系数法的抗震设计中取4.1节中规定的设计水平地震力系数，在地震时保有水平抗力法的抗震设计中取5.3.1节规定的等效水平地震力系数。KhB：包含B梁的设计振动单位的设计水平地震力系数，在地震系数法的抗震设计中取4.1节中规定的设计水平地震力系数，在地震时保有水平抗力法的抗震设计中取5.3.1节规定的等效水平地震力系数。Kh1：看作由桥墩1支撑的与RAC的一半相当的上部结构部分的设计振动单位的设计水平地震力系数，取5.3.1节中规定的地震时保有水平抗力法用的等效水平地震力系数。Kh2：看作由桥墩2支撑的与RAR和RBL合计的一半相当的上部结构部分的设计振动单位的设计水平地震力系数，取5.3.1节规定的地震时保有水平抗力法用的等效水平地震力系数。fAL：支座AL为可动情况下的静摩擦系数fAC：支座AC为可动情况下的静摩擦系数fAR：支座AR为可动情况下的静摩擦系数fBL：支座BL为可动情况下的静摩擦系数 (2) 设计振动单位由复数的下部结构和由它支撑的上部结构组成的情况下，根据式(3.3.2)计算固有周期T时，同时求出产生在桥梁各部分的截面内力, 并可根据式(解3.3.38)算出由惯性力产生的截面内力(参照图-解3.3.7)。 Fd=khF (解3.3.38)其中Fd：由惯性力产生的截面内力(tf 或tfm)kh：为根据地震系数法的抗震设计4.1节中规定的设计水平地震力系数，根据地震时保有水平抗力法的抗震设计5.3.1节中规定的等效水平地震力系数。F：与上部结构及抗震设计上的地基面以上的下部结构重量相当的水平力作用于惯性力的作用方向后的截面内力(tf或tfm) 因此，连续梁桥的下部结构的抗震设计，根据式(解3.3.38)求出上部结构的惯性力的作用位置上的水平力H，可把它看作来自上部结构的惯性力。同时，上部结构的惯性力的作用位置及其处理按照3.3.1(4)节。 而且，在相同的设计振动单位中，如果容许塑性率、地基类别变化，就要给出每个桥墩不同的设计水平地震系数和等效水平地震系数。但是，在相同的设计振动单位内希望估算进相同的地震力，从这种观点出发，按照条文相同的设计振动单位中设计水平地震系数或等效水平地震系数要采用各自相同的值。在这个值与各桥墩求出的设计水平地震系数或等效水平地震系数中采用其最大值。 设计振动单位由复数的下部结构和其支撑的上部结构部分构成的情况下，而且为斜桥的情况下，按照下部结构篇6.3.3节斜桥台的规定，按照图-解3.3.12所示计算出作用于下部结构的惯性力。 i) 惯性力作用于土压力的水平分力的作用方向的情况下(参照图-解3.3.12(b) 有固定支座的下部结构 FF=FF1+FF2 (解3.3.39)其中： FF1=FFT kh cosq (解3.3.40) FF2=FFL kh cosq (解3.3.41) 有可动支座的下部结构 FM =FM1+FM2 (解3.3.42)其中： FM1=FMT khcosq (解3.3.43) (解3.3.44) ii) 惯性力作用于与土压力的水平分力的作用方向成直角的方向的情况下(参照图-解3.3.12(c) 有固定支座的下部结构 FF=FF1+FF2 (解3.3.45)其中 FF1=FFTkhsinq (解3.3.46) FF2=FFLkhcosq (解3.3.47) 有可动支座的下部结构 FM=FM1+FM2 (解3.3.48)但是： FM1=FMTkhsinq (解3.3.49) (解3.3.50)其中