根据地震系数法的抗震设计

1、第4章 根据地震系数法的抗震设计4.1地震系数法采用的设计水平地震系数用于地震系数法的设计水平地震力系数根据式(4.1.1)计算得出。但用式(4. 1. 1)算出的值低于0. 1时那么取0. 1。kh=cxkho(4. 1. 1)其中：虹：地震系数法采用的设计水平地震系数(取小数点后2位)加：为地震系数法采用的设计水平地震系数的标准值，见表-4. 1. es 3. 5节中规定的地区修正系数。但是，计算土的重量引起的惯性力和地震时土压力时，设计水平地震系数的标准值人2对i类 ii类、iii类地基，分别取0. 16,表-4. 1. 1地震系数法采用的设计水平地震系数的标准值人打地基类别相对于固有周

2、期t(s)的km的值i类7<0. 1如尸0.431，但是，kq. 160. 1 齐.1九户0. 21. <t知户0.213严ii类7k0.2知fo.427"但是，心20. 2<71.3如fo. 251.3<7知f0. 298 f2 3iii类7k0. 34q0.430"但是，心.240. 34片1.5k0 31.5<7kg. 393 r2 3解说:因地振动引起的桥梁的反响，依地振动的强度，周期特性，持续 时间，地基类别，桥的结构形式，尤其是根底结构形式的不同而不同。 制定设计水平地震系数的标准，就是考虑了这些因素，并沿袭了以往 的抗震设计篇（9

3、0年2月）中设计地震系数的规定。设计水平地震系数的 标准值，是综合了以往的惯例与经验上的事实，并分析了我国观测到 的394份（成分）的强震记录求出的各类地基的加速度反响波谱曲线，考 虑了近年的地震造成的桥梁受损特征、观测与实验的结果而制定的。将表-4. 1. 1图示，那么为图-解。用于地震系效法的设计水平地震系数的标准值为计算土的重量引起的惯性力或地震时土压力，设计水平地震系 数的标准值对i类、ii类和iii类地基分别取0. 16. 0.2和0. 24o这是 因为桥的振动对由土的重量引起的惯性力、地震时土压力没有很大影 响。根据式(4. 1. 1)计算设计水平地震系数时，下限值取为0.1。其理

4、 由是将设计水平地震系数通过地区修正系数修正求出设计水平地震系 数一旦低于0.1,就不能有效地防止桥梁的地震损害。4.2用于地震系数法的地震时土压力把地震时土压力作为分布荷载。荷载强度通过式(4.2.1).主动土压强度 % = k'j -瓦* + "k以cos”©-9（ 0）cos 凡cos2 0cos（9+仇 + $e）1 +jsin（© + $e）sin（0-a-。）'cono+od + d）cos（。-。）（4. 2. 1）被动土压强度ph：p =对0 + 2侬店 + q' k&pk伊cos”©-仇）+ 0）（4.

5、2. 2）式中phu在深度x的地震时主动土压强度;pkp：在深度x的地震时被动土压强度；kk：地震时主动土压系数；k弟：地震时被动土压系数；v： 土的单位体积重量（tf/m：i）；x： 土压力pea、p伊作用于壁面的深度（m）;c： 土的粘结力（tf/m2）;q'：地震时的地表载重荷载（tf/m8）；<1>： 土的抗剪角（度）；q :地外表与水平面间的夹角（度）；0 :壁反面与垂直面的夹角（度）；壁反面与土之间的壁面摩擦角（度）；oo： lan k（度）；k： 4. 1中规定的地震系数法的设计水平地震系数。但是，4> ± a - 0 0<0时sin（巾

6、土 a - 0 ）=0。还有q'是地震时确实起作用的荷载，不包括动荷载。图-4. 2. 1中的n-n面是与壁反面垂直的面。此处使用的角度以逆时针转动为正。(a)主动土压的情况(b)被动土压楠况图-421地震时土压条文式中的壁反面与土之间的壁面摩擦角按下部结构篇3. 2.3的规定采用。4.3用于地震系数法的地震时动水压力对于与水接触的下部结构，必须考虑地震时动水压力。地震 时，动水压力的作用方向，要与3. 3.1中规定的上部结构的惯性 力的作用方向一致。(1)作用于仅单侧有水的壁状结构物的地震时动水压力作用于仅单侧有水的壁状结构物的地震时动水压力及其作 用位置，按照式(4. 3. 1)及

7、式(4. 3. 2)计算得出(参见图-4. 3.1)。dp.图作用于壁状馅构的地震时动水压力口p =3' 1)hk=jh(4. 3. 2)式中p:作用于结构物的地震时动水压力(tf);kb： 4. i中规定的地震系数法的设计水平地震系数;wo：水的单位体积重量(tf/m3):h：水深(m)；hx：地基面至地震时动水压力的合力作用点的距离(m)；b：垂直于地震时动水压力的作用方向的躯体宽度(m)。(2)作用于周围完全被水包围的柱状结构物的地震时动水 压力作用于周围完全被水包围的柱状结构物的地震时动水压力及其作用位置，按照式(4. 3. 3)及式(4. 3. 4)计算得出(图-4. 3.

8、2 参照)。岂2.0。=丸吒九於(1-£)h4 a 4 力(4. 3. 3)(4. 3. 3)20 <7<4.0 时 p = ； 5人力女(0.7 -吝)h4 a io/i40 <yp =虐h40 a* 2.0p= £)h4 a 4h2.0<|<4.0 时 p =：幻&/也(。7 - 寿h4 a 1()/:40 < ip咤5。&碎(4. 3. 4)式中p：作用于结构物的地震时总动水压力(tf):虹：4.1中规定的地震系数法用的设计水平地震系数；wo：水的单位重量(tf/m3)；h：水深(m)；hs：地基面至地震时动水压力的

9、合力作用点的距离(m)；b：垂直于地震时动水压力的作用方向的躯体宽度(m)；a：动水压力作用方向的躯体宽度(m);ao：下部结构的截面积(带)。解说:在水中的下部结构或与水相接触的下部结构，虽然在地震时受到 水的复杂的影响，但抗震设计上一般把与振动加速度成比例的力作为 水的动水压力来处理。（1）如桥台那样的仅单侧有水的壁状结构的地震时动水压力，是 以与水库有关的westergaard式为根底的。这种情况下，地震时动水 压力就如在静水压力的作用方向及相反方向（蓄水池方向）上，增减静 水压力那样起作用。因此，在静水压力的作用方向上，是（静水压 力）+（地震时动水压力）作为合水压起作用，在蓄水池方向上是（地震时 动水压力）-（静水压力）的合水压起作用。这样壁状结构物的抗震计算, 在静水压力的作用方向上考虑惯性力的同时还要考虑静水压力和地震 时动水压力。另一方面，在蓄水池方向上，那么考虑惯性力及土压力而 忽略静水压力及地震时动水压力。蓄水池方向上之所以无视静水压力 及地震时动水压力，是考虑设计上的平安。(2)对于柱状结构物的地震时动水压力，考虑到因水包围从而水 压不高，所以作了如式(4. 3. 3)及式(4