自动抗震设计时桥墩的刚度折减
路途姚远
2023年01月09日 14:06:26
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问题: 计算反应谱工况下桥墩的位移时需要进行刚度折减,以考虑桥墩进入塑性开裂后的刚度,CSiBridge 在进行自动抗震设计时如何进行刚度折减? 解答: 根据规范《JTG/T 2231-01—2020》中第 6.1.9、7.4.7 条规定,E2 地震作用下容许结构进入弹塑性工作状态,此时延性构件取有效截面的抗弯刚度。构件有效截面抗弯刚度 Ieff  等于等效屈服弯矩 MY 除以等效屈服曲率 Φy,需要基于构件截面的 P-M-Phi 曲线确定。由于 P-M-Phi 曲线会根据构件轴力 P 发生变化,不同的轴力 P 导致截面的有效刚度不同,因此求解出不同的刚度折减系数。

问题:

计算反应谱工况下桥墩的位移时需要进行刚度折减,以考虑桥墩进入塑性开裂后的刚度,CSiBridge 在进行自动抗震设计时如何进行刚度折减?

解答:
根据规范《JTG/T 2231-01—2020》中第 6.1.9、7.4.7 条规定,E2 地震作用下容许结构进入弹塑性工作状态,此时延性构件取有效截面的抗弯刚度。构件有效截面抗弯刚度 Ieff  等于等效屈服弯矩 MY 除以等效屈服曲率 Φy,需要基于构件截面的 P-M-Phi 曲线确定。由于 P-M-Phi 曲线会根据构件轴力 P 发生变化,不同的轴力 P 导致截面的有效刚度不同,因此求解出不同的刚度折减系数。
CSiBridge 默认通过全桥的自重工况(Entire Structure)对桥墩的刚度进行折减。程序首选会运行非线性重力工况,计算出各个桥墩的轴力 P。然后读取桥墩的截面信息求解出在该轴力作用下的 P-M-Phi 曲线,依据 P-M-Phi 曲线求得截面的有效刚度 Ieff ,有效刚度与截面真实刚度的比值即为桥墩的刚度折减系数。
通过命令:设计选项卡>抗震设计>设计需求,修改显示设计需求>设计需求参数,可打开【抗震设计需求参数】选项卡,如下图所示。该选项卡中,可指定是否由程序自动计算桥墩的开裂截面属性,以及是否考虑 P-delta 效应。其中,“重力荷载工况选项”控制了桥墩刚度折减时采用的荷载组合,该选项卡有三个选项,其含义分别为:
“Auto: Entire Structure”:该选项为默认选项,表示程序将依据所有结构的自重(类型为 DEAD  和 SUPERDEAD 的荷载)自动确定。
“Auto: This Bridge object”:表示程序将依据所选桥对象的自重确定结构的自重。
“User-defined”:表示由用户定义的荷载组合确定结构的自重荷载工况。
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知识点:自动抗震设计时桥墩的刚度折减


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