6.3.1 結(jié)構(gòu)體系簡單、第一振型對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)貢獻(xiàn)起主要作用，并且塑性鉸發(fā)生位置明確的情況下，可采用彈塑性反應(yīng)譜方法計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。
6.3.2 采用彈塑性反應(yīng)譜方法計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)時(shí)，結(jié)構(gòu)等效周期的計(jì)算應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的非線性特征，按下列公式計(jì)算：
式中：Teq——結(jié)構(gòu)等效周期(s)；
Meq——等效質(zhì)量(kg)；
Keq——等效剛度(N／m)；
Ms——上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量(kg)；
Mp——橋墩質(zhì)量(kg)；
rp——橋墩質(zhì)量換算系數(shù)，獨(dú)柱式墩取0.3；排架式墩取0.4；
Mv——等效列車質(zhì)量(kg)；順橋向取0.0，橫橋向0.5倍的列車質(zhì)量；
Feq——結(jié)構(gòu)整體屈服點(diǎn)對應(yīng)的水平荷載(N)；
deq——結(jié)構(gòu)整體屈服點(diǎn)對應(yīng)的水平位移(m)。
6.3.3 彈塑性反應(yīng)譜通過對彈性反應(yīng)譜的折減得到，折減系數(shù)Rμ應(yīng)按下式計(jì)算：
式中：Rμ——折減系數(shù)；
T0——場地相關(guān)特征周期參數(shù)，應(yīng)按表6.3.3取值；
μ——延性系數(shù)。
表6.3.3 周期T0的取值
6.3.4 按彈塑性反應(yīng)譜方法計(jì)算結(jié)構(gòu)物的地震反應(yīng)，可根據(jù)結(jié)構(gòu)等效周期和結(jié)構(gòu)屈服地震加速度(圖6.3.4)確定結(jié)構(gòu)所需延性系數(shù)。
圖6.3.4 根據(jù)結(jié)構(gòu)等效周期和設(shè)計(jì)屈服加速度算出需求延性系數(shù)
Ⅰ-屈服地震加速度0.1g；Ⅱ-等效周期0.8s；Ⅲ-得到延性系數(shù)3
條文說明
6.3 地面結(jié)構(gòu)彈塑性反應(yīng)譜方法
6.3.1 根據(jù)現(xiàn)有的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，大量的高架區(qū)間結(jié)構(gòu)采用結(jié)構(gòu)形式簡單的梁式結(jié)構(gòu)，其大部分慣性質(zhì)量來自上部結(jié)構(gòu)和車輛，并可近似集中在墩頂以上，根據(jù)已有的研究結(jié)論，第一振型對結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)起控制作用，通過第一振型的計(jì)算可以滿足此類結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要求。另外高架區(qū)間結(jié)構(gòu)在一般的設(shè)計(jì)條件下，當(dāng)因地震作用進(jìn)入彈塑性狀態(tài)時(shí)，塑性鉸發(fā)生部位一般在墩底或墩頂，比較易于識(shí)別和預(yù)先設(shè)計(jì)，因此大量的高架區(qū)間結(jié)構(gòu)可以滿足第一振型為主、塑性鉸位置明確的要求，彈塑性反應(yīng)譜方法可用于大量的高架區(qū)間結(jié)構(gòu)節(jié)段的抗震設(shè)計(jì)計(jì)算。彈塑性反應(yīng)譜方法的計(jì)算流程如下(圖2)：
圖2 彈塑性反應(yīng)譜法計(jì)算流程
6.3.2 考慮到高架區(qū)間結(jié)構(gòu)線路一般很長，地震發(fā)生時(shí)，車輛正在運(yùn)行的概率較大，參考現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50111，在橫橋向計(jì)算中考慮了50％的車輛慣性質(zhì)量。
雖然彈塑性反應(yīng)譜方法與所采用的計(jì)算模型沒有直接關(guān)系，但根據(jù)目前對該方法的使用經(jīng)驗(yàn)，該方法可以比較好的用于可簡化為單墩模型的情況，出于這樣的考慮，順橋向地震作用下，1聯(lián)(1跨)梁體附加在支座的頂面；橫橋向地震作用下，按照支座反力或跨徑分配上部結(jié)構(gòu)與列車質(zhì)量，取兩種分配方式中的質(zhì)量較大者，質(zhì)量附加到上部結(jié)構(gòu)的重心處。
彈塑性反應(yīng)譜方法中，根據(jù)考慮結(jié)構(gòu)和地基非線性特性的靜力非線性分析所得荷載-變形曲線，連接原點(diǎn)與結(jié)構(gòu)等效屈服點(diǎn)所得割線斜率確定結(jié)構(gòu)等效剛度。結(jié)構(gòu)等效屈服點(diǎn)，取橋墩屈服點(diǎn)與基礎(chǔ)屈服點(diǎn)最先達(dá)到的狀態(tài)點(diǎn)。
6.3.3 彈塑性反應(yīng)譜將結(jié)構(gòu)等效周期作為參數(shù)進(jìn)行單自由度體系的非線性時(shí)程反應(yīng)分析，將其最大值作為結(jié)構(gòu)物固有周期的函數(shù)。彈塑性反應(yīng)譜的譜值與延性系數(shù)μ有關(guān)。
本規(guī)范折減系數(shù)參照了Vidic等人提出的關(guān)系式。由于各種地基的地表面地震動(dòng)特性各不相同，所以所需彈塑性反應(yīng)譜也要針對各種場地分別計(jì)算。在本規(guī)范的編寫過程中，收集了國內(nèi)外800余條強(qiáng)震記錄，采用雙線性本構(gòu)模型計(jì)算了彈塑性反應(yīng)譜并分析回歸了各類場地、特征周期分區(qū)和多個(gè)延性系數(shù)所對應(yīng)的特征周期參數(shù)T0，結(jié)果具有與彈性反應(yīng)譜類似的統(tǒng)計(jì)意義。
鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB149
