Midas-城市桥梁抗震分析及验算.ppt

1、Dr.Zuo HUATIAN ENGINEERING & TECHNOLOGY CORPORATION. MCC,Midas 城市桥梁抗震分析及验算,目 录,一、延性设计理念 二、Midas 抗震分析前处理 三、Midas 抗震分析后处理 四、结论,目 录,一、延性设计理念 二、Midas 抗震分析前处理 三、Midas 抗震分析后处理 四、结论,延性设计理念,1. 抗震设计规范,公路桥梁抗震细则 2008年,城市桥梁抗震设计规范 2012年,公路工程抗震规范 2014年,延性设计理念,2. 桥梁地震破坏,（a）地基失效引起的破坏 例如：在活动断层，或由山体滑坡、崩塌、土体液化产生的破坏。 （

2、b）结构振动引起的破坏 例如：地震强度过大，或者强度延性不足，结构的布置或者构造不合理。,延性设计理念,3. 延性设计,桥梁结构体系中设置延性构件，桥梁在E2地震作用下，延性构件进入塑性状态进行耗能，同时可以减小结构刚度，增大结构周期，达到减小地震动响应的目的。,类型 ,类型 ,延性设计理念,规范中延性设计理念的体现,规范流程图参照：11抗震设计规范81-83页,目 录,一、延性设计理念 二、Midas 抗震分析前处理 三、Midas 抗震分析后处理 四、结论,Midas 抗震分析前处理,1. 工程案例,城市主干路上的混凝土空心板结构，桥梁上部结构为2孔20米的简支梁，下部结构为柱式墩台，墩柱

3、一体。顶部设有盖梁，柱高30米。,Midas 抗震分析前处理,与静力模型的区别：真实、准确地反映结构质量、结构及构件刚度、结构阻尼及边界条件。,上部结构建立质量点，与盖梁之间建立弹性连接,（1）桥梁抗震设防分类：丙类； （2）抗震设防烈度：8度； （3）抗震设计方法分类：A类； （4）场地类别：II类；,在进行反应谱分析时，选择合适的地震动参数值,2. 反应谱分析,A类规则桥梁，E1和E2地震均选择MM法,Midas 抗震分析前处理,Midas 抗震分析前处理,地震反应谱的确定,根据设计参数，选择E1地震动反应谱参数。,Midas 抗震分析前处理,E1地震作用下反应谱设计参数,E2地震作用下反

4、应谱设计参数,Midas 抗震分析前处理,Midas 抗震分析前处理,反应谱荷载工况定义,一般情况下，城市桥梁可只考虑水平向地震作用，直线桥可分别考虑顺桥向X和横桥向Y的地震作用，横桥向在输入的时候，地震角度填写90度。,SRSS（平方和平方根法）适用：平动的振型分解反应谱法 CQC（完全二次项平方根法）适用：扭转耦联的振型分解反应谱法。,Midas 抗震分析前处理,模型特征值分析,在进行反应谱分析之前要计算模型的振型：首先c在结构类型中将模型定义为3D的，勾选将自重转化为质量，同时还要将外荷载转化为质量（自重不必要转化）。,Midas 抗震分析前处理,采用多重Ritz向量法进行特征值分析，水

5、平向各取40阶振型，保证振型参与质量达到90%以上。,运行后可在结果-振型中查看周期与振型。 同时点击自振模态可以输出周期与振型的数据表格。,Midas 抗震分析前处理,3. 抗震分析前处理步骤,总结,模型建立,重点：（1）支座连接 （2）桩基模拟,振型分析,重点：（1）转化质量 （2）分析类型,反应谱分析,重点：（1）设计数据 （2）组合类型,目 录,一、延性设计理念 二、Midas 抗震分析前处理 三、Midas 抗震分析后处理 四、结论,Midas 抗震分析后处理,1. 荷载工况,完成反应谱分析后，需要定义混凝土的荷载工况，一般点击自动生成。规范选择城市桥梁抗震设计规范。,2. 后处理验

6、算,点击设计-RC设计,这里的规范同前，也需要选择城市桥梁抗震设计规范。,RC设计参数,E1 E2（弹性） E2（弹塑性）,Midas 抗震分析后处理,Midas 抗震分析后处理,RC材料性能参数,注意：进行抗震设计的混凝土材料及钢筋材料特性必须选择JTG04（RC）规范，否则程序提示“抗震设计单元材料选择不正确”（结构分析时可不受此限制）。,Midas 抗震分析后处理,RC设计截面配筋,注意：程序默认只有竖直的单元才进行RC验算，如果在截面列表中未出现截面说明有水平的单元与竖直的单元共用一种截面。 另：进行抗震设计的盖梁截面必须是“设计截面”中的截面，其他构件截面必须是“数据库/用户”中的截

7、面，否则程序提示“抗震设计用数据不存在”。,定义弯矩-曲率曲线,Midas 抗震分析后处理,首先定义弹塑性材料特性，包括钢材，约束混凝土，无约束混凝土。,Midas 抗震分析后处理,钢材-两折线模型,混凝土和约束混凝土,Mander模型,无约束混凝土与约束混凝土的强度要进行换算，乘上0.85的系数。,Midas 抗震分析后处理,定义弯矩曲率曲线，其中轴力是查看静力结果得出的。先计算-后添加-最后选中-再点击计算选择的截面。,定义抗震构件类型,自由长度就是桥墩的高度，可以通过节点查询功能进行查询，长度系数是根据桥墩上下的联接方式选择的（点击后面的省略号就可以选择相应的形式）。,Midas 抗震分

8、析后处理,Midas 抗震分析后处理,进行抗震设计,然后就是查看相应的结果：E1下验算的是桥墩强度（弹性），E2下有强度验算（弹性）和塑性铰抗剪强度验算（弹塑性）。,E2弹塑性验算,在E2地震作用下桥墩的强度不能满足要求，桥墩进入了塑性阶段，所以接下来要进行弹塑性验算。,根据规范要进行刚度进行调整,Midas 抗震分析后处理,Midas 抗震分析后处理,第一个表格中的数值可以在特性的材料和截面中查询，第二个表格是第一个表格计算得到的，第三个表格是根据弯矩曲率中理想化屈服的弯矩曲率得到（y和z分别是0和90度）。,Midas 抗震分析后处理,调整系数是在特性-截面管理器-刚度中设置。 Civil中的调整刚度是通过边界条件的形式添加的，所以先定义一个刚度调整的边界组。注意在相应的施工阶段要激活，否则不予考虑。,目 录,一、延性设计理念 二