抗震中文版6-典尚设计

第6章抗震性的动态解析法校核一般规解说系数法、时保有水平抗力法等是把动态的力换成〇〇△（设定时适用〇〇△的适用研究—〇（抗震设计结果〇（进行抗震设计····〇〇△（设定时适用〇〇△的适用研究—〇（抗震设计结果〇（进行抗震设计·····上·先前的抗震设计篇(1990年2月)中，动态解析是对用系数法时行为的把握。因此，修订中加入系数法的校核，对于设想的力也可通过动态解析以时保有水平抗力法校核桥的抗震性。对于时的行为不能完全用系数法及时保有水平抗力法描述的桥或时保有水平抗力法的适用性有限制的反应复杂希望对用系数法进行抗震设计的结果用动态解析进行核的桥① 固有周期长的桥(一般，固有周期约为1.5秒以上)，桥墩高度高的桥(一般约30m以上)②斜拉桥，吊桥等缆③上•中承式拱希望对用时保有水平抗力法进行抗震设计的结果用动解析进行校核的桥① 固有周期长的桥(一般，固有周期约为1.5秒以上)，桥墩高度高的桥(一般约30m以上)②采用减震设计的用动态解析进行抗震设计①斜拉桥，吊桥等缆②上•中承式拱对于斜拉桥、吊桥，上•中承式拱桥等，在现阶段震灾经验还积累很少，而且对构件的时保有水平抗力法的评价方法也还未完全解决。因此，对这种桥，通过动态解析研究何处产生塑性铰，可以使韧性在此处发挥作用那样来考虑结构细节。而且，象不填充混凝土的钢制桥墩那样基于结构构件的非线性滞变特性的能量守恒定律的适用性未充分研究的构件也可以通过动态解析进行抗震设计。以上列举了时行为复杂的桥的条件，此外，如下的场合，必要的话也可以通过动态解析校核抗震性。研究上下方向动影响的场合。例如，对于因静载常受到大的偏心弯矩的倒L型的桥墩等，有因上下动断面力显著变大的构件的场合。有特殊形状、结构的桥墩及上部结构的桥因重量差别大的梁与梁之间，或梁与桥台间的，研究一方的梁的惯性力传至另一方的梁的影响的场合。无以往采用实例的新型的动态解析时，按照如下所示的解析目的及输入平动态解析时，按照如下所示的解析目的及输入平，必须采用合适的解析模型及解析法动的水(1)通过系数法对抗震设计结果进行校核，应采用能述弹性域内桥的动态特性的解析模型及解析法(2)通过时保有水平抗力法对抗震设计结果进行校核，必要的话，应采用能描述含有桥墩等的非线形效应的桥的动态特性的解析模型及解析法。解说动态解析是为了对抗震设计的桥考虑其动态特性，用系数法或时保有水平抗力法校核而进行的，有必要采用能描述固有周期、衰减特性、桥墩等的非线性滞变特性等桥的动态特性的解析模型。在动态解析中，有把桥作为连续体进行模化的方法及把桥看作离散系，其质量集中于有限个节点来进行模化的方法。前一方法由于边界条件等的适用范围有限制，一般采用后一方法。一般只要考虑低次的主要振型就能得到实用的精度，则无必要过分增加节点数使模型复杂化。由时保有水平抗力法对抗震设计结果进行校核时采用的动态解析法有以下几种。由于并不一定要常进行非线性动态解析，依据解析目的，可以合适地用采用等效线性化法的线性动态解析或用线性动态解析与时保有水平抗力法组合的方法等来校核抗震性。非线性动态把桥墩等的非线性直接组入非线性滞变模型进行解析的方法。因在桥墩的非线性滞变模型中提出了各种模型，可以根据结构特性、解析目的采用合适的滞变模型。但并不是徒劳地用许多非线性因素对桥进行模化，重要的是，首先根据线性解析确定进入非线性域的构件，仅把必要的构件作为非线性因素进行模化等，明确解析目的，进行与其一致的模化。用等效线性化法的线性动基于等效线性化法的思考方法，把进入非线性域的构件模化为线性构件而进行解析的方法。此处，所谓等效线性化法，是把进入非线性域的构件模化为具有等效的刚性和等效的衰减常数的线性构件的方法。线性解析与时保有水平抗力法组合的方把进入非线性域的构件作为有屈服刚性的线性构件进行模化，以从线性解析得到的最大响应值为基础，采用基于时保有水平抗力法的能量守恒定律求出非线性响应的方法。衰减常数由构件的塑性的性质产生的滞变阻尼、振动能的辐射阻尼等构成，随桥的结构特性而变化。进行线性解析或等效线性化法时，对i次振动模式，其衰减常数hi(i次模式等效衰减常数)可以从式(解6.2.1)求nhj

j]{ijhi

j (解 式中，{ij}：i次振动模式的元素j的模式矢量hj：元素j的等效衰减常数[Kj]：元素j的等效刚性矩阵作为结构元素的等效衰减常数hj，由于一般多采用表-解6.2.1的值，可作为参考。表-解6.2.1示出了结构构件处于弹性域和进入非线性域两种情况下的平均衰减常数。但是对于上部结构，少有进入非线性域的情况，因此示出在弹性域中的衰减常数。结构构件的非线性以非线性滞变模型描述时，这一构件的滞变阻尼由滞变模型自动地在解析中采用。因此，表-解6.2.1中，用非线性滞变模型描述的构件的衰减常数对混凝土构件可取约0.02，钢构件则取约0.01。基础地基变形的影响原则上以基础的地基弹性抗力(バネ)进行模拟。地基弹力常数可以用由式(解3.3.9)及式(解3.3.10)的地基反力系数的基准值来计算。由于对一般的桥梁，主要的塑性化产生于桥墩基部等的结构构件，这是由对基础的地基弹力进行模化的原因。一般，在桥的动态解析中采用的手法有时程反应分析法及由模态解析进行的响应波谱法、直接解运动方程的直接积分法等，依据解析目的可以采用合适的解析法。表-解6.2.1各结构元素的等效衰减常数参考作为用于时程反应分析输入，原则上为使(2)项或(3频率范围内对以往的代表性强震记录作过振幅调整的加速度波形。输用用系数法对抗震设计结果进行校核时采用系数法对抗震设计结果进行校核时采用输入原则上规定在由抗震设计上的地基面给出 输入的加速响应波谱由式(6.3.1)算出6.3用于动态解析输 式中S：用系数法对抗震设计结果进行校核时采用的加速度响应波谱(取1gal单位)cz：3.5中规定的地区修正cD：衰减常数修正系数，根据模式衰减常数hi由式(6.3.2)算出D D

S0：用系数法对抗震设计结果进行校核中采用的标准加速度响应波谱(gal)，依据3.6中规定的地基种类及各振动模式的固有周期Ti，取表-6.3.1的值。表-6.3.1标准加速度响应波谱与固有周期TI(S)对应的I 但II 但III 但(3)用时保有水平抗力法对抗震设计结果进行校核中用时保有水平抗力法对抗震设计结果进行校核中采用的输入，原则上规定在由抗震设计上的地基面给出，输入的加速度响应波谱，依据第2章规定的地面振动的类型由式(6.3.3)及(6.3.4)算出。SI 式中SI：类型I的加速度响应波谱(取1gal单位与固有周期Ti(S)对应的IIIS=1,505T 但IIIS=1,511T 但与固有周期Ti(S)对应的IS=4,463T2/3 S=1,104/T IIS=3,224T2/3 S=2,371/T IIIS=2,381T2/3 S=2,948/T SII：类SII：类型II的加速度响应波谱(取1gal单位cz：3.5中规定的地域修正cD：衰减常数修正系数，根据模式衰减常数hi由式(6.3.2)算出SI0：类型I的标准加速度响应波谱(gal)，依据3.6中规定的地基种类及固有周期Ti取表-6.3.2中的值。SII0：类型II的标准加速度响应波谱(gal)，依据3.6中规定的地基种类及固有周期Ti取表-6.3.3中的值。表-6.3.2类型I的标准加速度响应波谱表-6.3.3类型II的标准加速度响应波谱作为用于时程反应分析的输入，希望采用在架桥地点观察到的强震记录，但通常不能获得那种记录。因此在动态解析时原则上考虑地面振动的强度，周期特性，持续时间，以及桥的固有周期，衰减常数等，为使以往的代表性强震记录与(2)项或(3)项中规定的加速度响应波谱有相近的特性，采用在频率范围振幅调整过的强震记录。作为用于振幅调整的以往的代表性强震记录，可以进行如下选在与架桥地点有相似的地形及地基条件的地点观测的强震录与作为目标的加速度响应波谱有近似特性的强震记在平成7年兵库县南部中，观测到了对结构物有非常大影的许多强震记录。因此，为了求出类型II的输入，在频率范围调整振幅时，可以使用在平成7年兵库县南部得到的强震记录，例如，对I类地基，使用神户气象台的记录，II类地基使用IR西取站的记录，III类地基则使用东神户大桥周围地基上的记录。而且，作为用于动态解析的加速度波形，一般不仅仅使用单波形，可以使用3波形。这是因为预想的在该地点的动因的特性、规模等不同，采用对3波形这种程度的输入动的动态解析结果的平均值，可以校核抗震性。响应波谱定义为对于特定的动具有任意的固有周期及衰减常数的1自由度的最大响应，不仅仅是动的强度，还含有关于周期特性、作为过渡响应的持续时间等的信息。因此，在此通过加速度响应波谱规定输入的大小。响应波谱按照动的水平、类型分别给出，规定为用于系数法的校核中的加速度响应波谱和用于时保有水平抗力法的校核中的类型I及类型II的加速度响应波谱这三种。又，在先前的抗震设计篇(1990年2月)中，规定仅为以地震系数法的校核为目的的动态解析中应用的加速度响应波谱，为了校核时桥的安全性，有必要进行也考虑结构构件的非线性的效应的动态解析，因此现在也规定了为受到相当于时保有水平抗力法的力时的动态解析中应用的加速度响应波谱。加速度响应波谱S是为了校核由系数法设计的桥的安全性响应波谱，与系数法中应用的设计水平力系数一样，通过地域修正系数cz修正标准加速度响应波谱S0而得到。标准加速度响应波谱S0，是基于从在我国(指)的地基表面上观察到的384个成分的震记录中求出的衰减常数0.05的加速度响应波谱的重回归分析结果，再加上以往的震灾特性、地基的振动特性及其他的工程学判断，依地基类别而规定的。表-6.3.1的数据以图示出则得图-解6.3.1。而且，衰减常数修正系数cD是为了以模式衰减常数hi的加速度响应波谱修正衰减常数0.05的加速度响应波谱的系数。图-解6.3.2示出了衰减常数修正系数cD。 6.3.1标准加速度响应波谱 6.3.2衰减常数修正系数又，由式(6.3.1)及(3)项规定的式(6.3.3)及式(6.3.4)给出的S，SI及SII规定了以抗震设计上的地基面为输入位置时的加速度响应波谱。因此，输入位置为基岩面的情况下，必须适当地修正地基的影响。是用于由时保有水平抗力法对抗震设计结果进行校核的输入。标准加速度响应波谱SI0及SII0是与5.3.2中规定的时保有水平抗力法中采用的类型I及类型II的设计水平力系数的标准值khc0相当的力作为衰减常数为0.05的加速度响应波谱而给出的，因此，在用地域修正系数进行地域修正的同时，为了求出对0.05以外的衰减常数的加速度响应波谱，必须由衰减常数修正系数cD进行修正。表-6.3.2及表-6.3.3以图示出，则得图-解6.3.3及图-解6.3.46.3.3类型I的标准加速度响应波谱6.3.4类型II的标准加速度响应波谱安全性的(1)(1) 系数法进行抗震设计结果的校于(2) 时保有水平抗力法进行抗震设计结果的校构件断面的时保有水平抗力、容许塑性率等比较，通过比解说此处规定了由动态解析进行桥的安全性判定的思考方法以由系数法进行抗震设计结果的校核为目的，其动态解析结果规定为根据最大断面力、最大位移等对安全性进行校核。由3.2中规定的结构物的重量引起的惯性力、时土压力及地震时动水压力中，关于动态解析所考虑的的影响，可以把从动态解析的结果得到的最大响应值看作的影响。对于动态解析中未考虑的的影响，根据各种规定求出的影响，并与动态解析的结果合并考虑。以由时保有水平抗力法进行抗震设计结果的校核为目的，其动态解析结果，原则上规定为根据构件断面的时保有水平抗力、容许塑性率或最大位移等对安全性进行校核。此时，一般可以把对3波形这种程度的输入动的平均值看作动态解析结果。关于与单柱式桥墩同样可以进行模化的结构构件，与由第5章中规定的时保有水平抗力法进行抗震设计同样，可以根据时保有水平抗力、容许塑性率或永久位移等对安全性进行校核。对于具有复杂的结构系统的桥，作为桥整体或各结构构件，按照后要求的功能，对可期望有非线性域的韧性的构件、不能期望有韧性的构件等进行充分的研究，可以从确保桥整体的安全性的观点进行校核。而且，一般各结构构件中产生的断面力都集中在断面的抗力以内，据此可以进行校核。此外，根据动态解析进行安全性校核时，最好确认以下几点解析模型设定的处