2022年性能抗震设计方案在桥梁设计方案中的应用.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 基于性能抗震设计在桥梁设计中的应用分析摘要 : 本文作者主要通过对我国现行的桥梁抗震设计方法及基于性能抗震设计方法的理论做了阐述；同时就现行桥梁抗震设计方法与基于性能的抗震设计方法进行了比较分析；关键词 : 桥梁结构；基于性能 , 抗震设计1我国目前桥梁抗震设计规范中采纳的抗震设计方法1.1 设计方法概述我国自 2022年 10月1日正式实施的 JTG/TB0220222022大路桥梁抗震设计细就中 , 采纳“ 两水平设防 , 两阶段设计” 的设计思想, 改善了 JTJ004289 大路工程桥梁抗震设计规范中采用的单一的基于强度的抗震设计方法造成的弊端；并在设计地震惊参数中 , 取消了老规范中的综合影响系数 , 反映谱的周期也由 5s增加到 10s；将桥梁的抗震设防类别分为 4类,A 类桥梁为单跨跨径超过 150m的特大桥； B类桥梁为单跨跨径不超过 150m的高速大路、一级大路上的桥梁、单跨跨径不超过 150m的二级大路上的特大桥、大桥；C类桥梁为二级大路上的中桥、小桥、单跨跨径不超过 150m的三、四级大路上的特大桥；D类桥梁为三、四级大路上的中小桥；新规范中将单跨跨径超过150m的特大跨径桥梁、混凝土斜拉桥、悬索桥和拱桥特地归为一类 , 给出了抗震设计的原就和有关规定, 增加了减隔震桥梁的设计原就和有关规定2 ；1.2 局限性 JTG/TB0220222022大路桥梁抗震设计细就虽然实行了“ 两个水准、两个阶段” 的设计 ,但是没有具体量化这些设计水准；桥梁结构的抗震性能没有用来进行经济评估 3 ；2基于性能的抗震设计方法 2.1 基于性能抗震设计的目标性能 1>定义一组合适的桥梁结构的抗震性能水平；所谓性能水平是指一种有限的破坏状态 , 性能水平的确定涉及到结构构件和非结构构件的破坏等因素, 应综合考虑给定破坏状态所引起的安全、经济和社会等方面的后果 , 即应全面考虑桥梁本身的安全和桥梁的正常使用功能；我国在 JTG/TB0220222022大路桥梁抗震设计细就中规定了类似的性能水平 , 即“ 一般不损坏、不需修复可连续使用和不致倒塌或产生严峻结构损耗、经暂时加固后可供维护应急交通使用” 两性能水平；只不过这种“ 一般不损坏、不需修复可连续使用和不致倒塌或产生严峻结构损耗、经暂时加固后可供维护应急交通使用” 的表述过于模糊, 都是定性的描述,使得业主、设计者和使用者对结构的性能没有明确的明白；1 / 5 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2> 定义了一组参照的地震风险和相应的设计水平；基于性能的结构抗震设计的目标就是掌握结构的抗震风险在一个可接受的限度内, 而地震风险取决于结构所受到的给定烈度地震发生的概率及该地震引起的结构破坏缺失；Vision 2000 提出的报告将地震设防水准划分为4个等级 : 常遇地震、偶遇地震、少遇地震、罕遇地震, 每一等级的划分是依据不同重现期或超越概率为基础的 4 ；美国应用技术委员会在 ATC2181997年>中, 从功能和破坏程度两个方面定义了桥梁结构在两级设计地震水平下的性能准就；这两级设计地震水平分别为 : 用于功能性评判的地震 发生概率为 30 %50 %> 和用于安全性评判的地震 发生概率为10%>；我国 JTG/TB 0220222022 大路桥梁抗震设计细就中规定了两种地震风险水平 :E1 地震作用 工程场地重现期较短的地震作用 用>1 ；>和E2地震作用 工程场地重现期较长的地震作3>确定桥梁结构抗震设计的目标性能；结构的目标性能是指在肯定超越概率的地震发生 时, 结构期望的最大破坏程度；基于性能的结构抗震设计中确定适合的目标性能是结构设计过程中的前提和基础；综合考虑了多种因素, 采纳基于牢靠度的优化设计理论进行决策；我国JTG/TB0220222022大路桥梁抗震设计细就中规定的目标性能如表 1所示 1 ；表 1大路桥梁抗震设计细就中规定的目标性能4>目标性能等级化；在设计时, 将全部规定的性能, 即目标性能分出等级, 分别针对不同的人群来对目标性能进行表述；通过这样的方法使不同的人群对结构的目标性能都有明确的熟悉 , 也能够实现对结构目标性能的掌握；其中初级和中级所表述的要求性能会尽可能不与目前的技术生产联系, 但是 , 高级表述的要求性能就需要反应最新技术, 并且会随着技术的进步而不断进展 , 即是具有指导性的；5>目标性能矩阵；目标性能矩阵是指通过矩阵来方案给予结构的要求性能 , 设计者依据结构的重要性从该矩阵中挑选出应给予结构的性能来进行设计；以我国 J TG/ TB 2 / 5 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 0220222022 大路桥梁抗震设计细就为例 式表示出来 , 如表 2所示；, 将细就中规定的抗震性能通过目标性能矩阵的形表 2 目标性能矩阵2.2 设计方法目前世界各国对基于性能的抗震设计方法没有达成共识；这里给出一种性能化设计的流程 , 只是将其作为一个示例 , 见图 1；3 / 5 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图1 基于性能抗震设计流程图2.3 基于性能的抗震设计意义基于性能的设计思想克服了目前抗震设计的局限性；在基于性能的设计中 , 明确了桥梁的性能要求 , 而且可以用不同的方法和手段去实现这些性能要求, 这样可以使新材料、新结构体系、新的设计方法等更简单得到应用；有望通过其缩短工期、降低建设成本；无论是 设计者仍是投资者和承包方都可以明白实际所设计安装的结构具有哪些性能；业主可以通 过结构的生命周期 , 从成本及环境影响等角度来挑选最符合自己要求的性能等特点；3结语目前 JTG/TB0220222022大路桥梁抗震设计细就实行的“ 两个水准” 就是一种目标性能,只是目前规范中采纳的设防水准划分不够具体, 目标性能的表述不够具体, 不能满意人们对结构抗震的要求；而基于性能的抗震设计方法, 不但可以改善现行抗震设计方法存在的问题而且仍可以依据投资效益理论使安全、经济和社会等多方因素达到一个最好的平稳；但是基于性能的抗震设计仍处于起步阶段, 仍有许多工作要做, 人们应当具有长远的眼光, 看到基于性能的抗震设计方法对将来防震减灾工作的奉献 时面临的困难；参考文献 : , 努力克服推广基于性能抗震设计方法4 / 5 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1JTG/TB0220222022,大路桥梁抗震设计细就S. 2JTJ004289,大路工程抗震设计规范S. 3 李刚 , 程耿东 . 基于性能的结构抗震设计理论、方法与应用 社,2001:4212. 4 马宏旺 , 吕西林 . 建筑结构基于性能抗震设计的几个问题 J 同济高校学报 ,200230>:142921434. M. 北京 : 科学出版5 张志强 . 延性与抗震设计J.山西建筑 ,2022,3412>:93294. 5 / 5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 5 页