抗震设计论文范文

2022-05-09

今天小编给大家找来了《抗震设计论文范文(精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助!摘要:底部框架-抗震墙砌体房屋是早期避免商业过分集中和旧城改造而采用的较好结构形式。

第一篇:抗震设计论文范文

建筑结构抗震概念设计与抗震技术

【摘要】本文对建筑结构抗震概念设计与抗震技术进行系统的归纳与总结,为建筑工程技术人员提供一定的理论参考。

【关键词】建筑结构;抗震技术

1 建筑结构抗震概念设计

结构抗震的基本目的是赋予建筑特定的抗震功能,要达到这个目的,应做到如下几点:第一,合理选择与利用建筑场地。第二,控制建筑结构平、立面布置的规则性。第三,采用合理的结构形式。第四,采用合理的抗震构造措施。

1.1 合理选择与利用建筑场地

建筑抗震性能的发挥首先取决于建筑场地的抗震性能。地震发生后,场地的震动会直接对建筑该场地的建筑结构产生相应的破坏力,并且产生一系列的间接破坏,如砂土化、滑坡、地基沉降等危害。而选择合理的适当的建筑场地,不仅可以赋予建筑更强的抗震性能,还能有效地降低投资成本,促进经济效益的提升。有利地段地震破坏作用相对较小,建筑抗震需要的物资投入相对较少;不利地段,地震破坏作用相对较大,建筑抗震需要的物资投入相对较大。选择与利用建筑场地的总体原则是:利用有利地段,避开不利地段,杜绝利用危险地段。

理想的情况是选择抗震有利地段,避开不利抗震地段。而在工程实践中,由于土地的权属关系,对任何一个建筑投资或建设者而言,建设用地不可能自由选择,只能根据所得建设用地的具体情况建设与之适应的建筑,或者采用满足设计、施工需要的场地改造后建设需要建筑。在建设之前,建设方需委托地勘单位对拟建场地进行满足设计、施工需要的地质勘察与勘探,同时综合评价场地是抗震有利地段还是抗震不利地段,目的是让参建各方正确、充分、全面地认识与了解建筑场地的地质状况、地势地貌以及地震活动状况。

建设场地有地震不利的地段时,应该尽量的避开不利地段布置建筑;当这些地段无法避开时,应该有效的具体措施进行解决,如场地改造或采用与之适应的建筑结构形式与结构构造。对于用地范围较广的大型建筑群项目,规划阶段应尽可能将主要的、体量大的、规则性较差的建筑布置在最有利地段,其余次要建筑布置在欠佳的有利地段或不利地段。场地属于危险地段时,例如地震活动相对频繁、活跃以及生态比较脆弱的区域,根据相关规定禁止建造建筑,以有效的规避因地震导致的滑坡、泥石流等自然灾害给建筑物带来的威胁。对建设方而言,当所得用地属于危险地段时,或属于无力避让且无力改造的不利地段时,需与政府工地部门协商,另求合适的建设用地。

1.2控制建筑结构平、立面布置的规则性

据相关地震调查研究可知,地震灾害通常发生于建筑结构的突变处。若刚度中心与质量中心发生较大的偏离,则很容易造成结构发生扭转或者平移的现象,从而导致严重地震破坏的发生。在建筑不具备较高的整体性,传力途径受到阻碍的情况下,结构的抗震性能就会受到很大的影响。

规则的结构,传力路径明确,计算分析时容易准确估计地震作用的大小与抗震不利部位,设计时有可靠度较高的依据。而不规则的建筑结构,传力路径相对复杂,计算分析时不容易准确估计地震作用的大小以及容易破坏的部位,设计依据不是很明确,结构安全存在一定的隐患。若结构设计方案缺乏科学性以及合理性,不仅会导致资源的浪费,还会给结构的安全性带来较大的隐患。

因此,在方案阶段设计平立面时,应该重视对称和规则,为提高结构抗震性能奠定良好的基础,有利于建筑在地震灾害中有效规避可能受损的情况。在抗震设计时,应尽量避免不规则的结构设计。若建筑方案设计不得已采用了不规则的结构布置,则需应利用空间结构计算模型进行合理、仔细的计算与分析,在设计时对结构对薄弱部位进行强化设计,提高结构的延性、抗压能力、抗倾覆能力、抗倒塌能力等抗震性能。对于某些重要的、不规整建筑,需结合震动台模拟实验结果、理论计算结果,综合考虑薄弱部位及相应破坏力的大小,为加强和深化结构薄弱部位、应力复杂部位的设计提供可靠度较高的依据。

1.3 采用合理的结构形式

不同的结构形式,抗震性能不同,适用范围不同,在建筑方案设计阶段,对单体建筑或大型建筑内部独立的结构单元,应结合建筑的使用功能、体量及地震作用的大小,选择相适应的结构形式。比如,框架结构适用于商业、办公、学校、车库、医院等房间开间、进深尺寸较大的建筑;而异形柱、剪力墙结构适用于墙体分割较多、房间开间尺寸较小的普通住宅建筑;框架核心筒、筒中筒结构适用于超高层商业建筑;别墅建筑常用异形柱框架结构、高层住宅常用剪力墙结构、多层住常采用短肢剪力墙结构;相对于剪力墙结构,框架结构(巨型框架除外)适用的建筑总高度较低,而筒体结构适用的建筑总高度较高。

2建筑结构的抗震技术

2.1主动控制技术

主动控制是指应用现代的控制技术,实时跟踪和预测输入地震动和结构的反应,在作动器的作用下对结构施加一定的控制力从而实现结构系统特性的改变,使结构和系统性能在一定条件下可以满足优化准则,进而使结构地震反应显著减小。主动控制大多分为开环控制和闭环控制两种,开环控制的方法是指对系统的扰动输入进行科学的测量,根据系统扰动输入的情况进行综合的处理。其中开环控制的在线计算较小,对系统元件的精度要求也相对较高,不具备良好的抗干扰能力。而闭环控制方法则是通过适当的系统状态反馈和输出反馈,从而起到一定的控制作用,进而控制结构的振动。相对来说,闭环控制方法的在线计算较大,抗干扰能力也相对较强,对控制元件的精度要求不高,可以对较高的控制效果进行持续监测。

2.2被动控制技术

被动控制技术即指在结构的某个部位附加一个子系统,或是对结构的自身构件进行一定程度上的构造处理,从而改變其结构体系的动力特性。被动控制技术主要包括吸振技术和耗能技术两种。由于被动控制技术的结构相对简单,造价相对比较低,其易于维护,无需外界能源的持续供应等优势,逐渐成为了建筑结构抗震技术中的重点研究对象,在实际应用中使用相对比较广泛。

2.3混合控制技术

混合控制技术是将主动控制技术与被动控制技术相结合作用在相同的结构上,从而实现结构震动控制的形式。根据两种控制技术的组合方式混合控制技术可以分为主从组合和并列组合两种形式。其中主从组合方式是将某一控制作为主要的控制部件,在以主要部件为主体实现其他部件的结构控制。并列方式是使两种控制技术独立工作,在长时间的实践过程中,大多以被动控制为主要控制方式,而主动控制则为辅助的主从结合,通过两种控制技术的结合,扬长避短,在确保建筑结构抗震安全性的同时提高建筑的风震舒适性。在被动控制中引入主动控制可以明显提高系统的控制效果,提高系统的可靠性。而在主动控制中引入被动控制则可以对控制力度进行适当的调节,提高系统的稳定性。因此,相对而言混合控制技术具有较大的优势,在建筑系统中应用混合控制技术对提高建筑物的安全性和稳定性有着重要作用。

3.小结

随着建筑行业的不断发展,抗震设计在建筑物结构设计中已经成为了不可或缺的关键环节,通过合理的概念设计,采用合理的抗震技术,可有效提高建筑结构抗震性能。在设计抗震结构时应充分结合建筑的实际情况,设计出科学合理的抗震结构,避免建筑物在使用过程中出现安全隐患。

【参考文献】

[1]代梅叶.结构抗震技术设计及施工要点分析[J].民营科技,2014,(2):201.

[2]覃彬.高层建筑结构抗震技术的分析与探讨[J].现代物业,2013,(5):24-25.

[3]郑小榕.结构抗震技术及施工要点分析[J].新材料新装饰,2014,(8):363-363.

作者:钱君等

第二篇:底部框架—抗震墙砌体房屋的抗震设计

摘要:底部框架-抗震墙砌体房屋是早期避免商业过分集中和旧城改造而采用的较好结构形式。由于建筑使用功能的需要,临街的建筑在底部设置商店、餐厅,学校的学生宿舍底部需设置大空间的自行车库等,而上部各层为住宅、学生宿舍,这些建筑采用了底部一层或二层为框架-抗震墙、上部为砌体墙承重的结构形式,由于该结构形式性价比较高,且具有比多层钢筋混凝土框架结构造价低和便于施工等优点,对于欠发達地区及中小型城镇,这类结构在经济方面具有一定的优势及现实意义。本篇文章笔者根据多年来对底部框架-抗震墙砌体房屋的设计,对该类结构的抗震性能分析、结构体系要求、抗震设计及抗震构造措施进行了详细的介绍。

关键词:底部框架-抗震墙;抗震性能;结构体系;抗震设计;抗震构造措施

1.前言

随着国民经济的迅速发展,在农村城镇化及乡镇城市化的过程中,底部框架-抗震墙结构砌体房屋仍在继续兴建。由于该类房屋上、下采用了不同材料和结构形式组成的复合结构,对于抗震性能是不利的。在历次的地震震害中,特别是汶川大地震中,其震害是较为严重的。

根据该类房屋的特点,结合试验研究、理论分析和工程实践经验,在底部框架-抗震墙砌体房屋的设计中应重点解决结构体系、薄弱层和过渡层、抗震能力匹配性和增强房屋整体抗震能力的合理设计,确保设计满足“小震”不坏,设防烈度可修和“大震”不倒的抗震设防目标。

2.底部框架-抗震墙砌体房屋的抗震性能分析

底部框架-抗震墙砌体房屋结构的底部设置了足够数量的抗震墙,其底部有较大的侧向刚度,水平地震作用下的侧向变形得到有效控制。上部砌体房屋具有较大的抗侧力刚度和一定的承载能力,但耗能和变形能力相对较差。越靠近底部的砌体墙体所需承受的地震剪力越大,故底部框架层上方的过渡楼层墙体比较容易在地震中发生剪切破坏。据近十几年来对这类结构的一系列试验分析和研究,并结合大量的工程经验,得出这类结构的抗震能力主要取决于底部框架-抗震墙、过渡层及过渡层以上各层砌体的能力。过渡层受力比较复杂,担负着传递上部的地震剪力和倾覆力矩的作用,同时受底部框架-抗震墙的弯曲变形影响,致使过渡层侧移增大,使纵向墙体容易产生水平裂缝。因此,从抗震设计的原则和概念出发,应解决该类房屋的抗震能力的合理设计,采用足够的抗震构造措施,确保房屋的安全稳定。

3.底部框架-抗震墙砌体房屋的抗震设计

3.1抗震性能应均匀匹配

底部框架-抗震墙砌体房屋是由两种承重和抗侧力体系构成的结构,具有与同一种抗侧力体系构成的房屋不同的受力变形和薄弱楼层判别的特点。这类房屋的底部与上部结构的抗震性能宜均匀匹配,必须避免出现特别薄弱的楼层。这类房屋结构的抗震能力不仅取决于底部框架一抗震墙和上部砌体各自的抗震能力,而且还取决于两者之间抗震能力的匹配程度,即不能有一部分太弱。抗震墻部分具有较好的变形能力和耗能能力,在地震力作用下不致于发生集中的严重的脆性破坏,而上部砌体部分的变形能力和耗能能力比较差,在地震力作用下若出现薄弱楼层,将会产生集中的严重的脆性破坏,因此该类结构的抗震设计应解决好房屋下部与上部结构的抗震性能力匹配性。

3.2结构体系的要求

抗震结构体系要求传力合理,传力路线不间断,且受力明确,使结构的抗震分析与在地震时实际反应更加相符合,是布置结构抗侧力体系时首先要考虑的条件之一。

3.2.1底部抗震墙布置

底部框架-抗震墙结构的底部受力比较复杂,而底部的严重破坏将危及整个房屋的安全,加上地震倾覆力矩对框架柱产生的附加轴力使得框架柱的变形能力有所降低,因此对底部抗震墙的设置要求较高,在底层或底部两层均应沿纵横两个方向设置一定数量的抗震墙,加强底部的刚度,使底部形成具有两道防线的框架-抗震墙体系,抗震墙应布置在上部砌体结构有砌体抗震墙轴线处,并应是贯通底部两层,沿两个主轴方向均匀对称布置,防止扭转影响。抗震墙的间距不能过大。为了增强钢筋混凝土抗震墙的极限承载力和变形耗能能力、利用墙板的稳定,应把钢筋混凝土抗震墙设计成带边框的钢筋混凝土墙,以保证抗震墙破坏后,周边的梁和边框柱仍能承受竖向荷载。底部抗震墙的布置还应使过渡层与其下层的侧向刚度接近,并保证过渡层的刚度大于其下层刚度。底部为一层框架-抗震墙砌体房屋时,第二层计入构造柱影响的侧向刚度与底层的侧向刚度比值,Ⅵ度、Ⅶ度时不应大于2.5,Ⅷ度时不应大于2.0,且均不得小于1.0;底部两层框架-抗震墙砌体房屋时,第三层计入构造柱影响的侧向刚度与底部第二层侧向刚度比值,Ⅵ度、Ⅶ度时不应大于2.0,Ⅷ度时不应大于1.5,且均不得小于1.0。避免结构出现薄弱层。

3.2.2底部框架的布置

底部框架-抗震墙砌体结构属于抗震性能相对较弱的结构体系,底部应采用双向现浇钢筋混凝土框架,且不应采用单跨。底部框架柱的柱距不宜过大,宜小于等于7.5m,以保证底部具有足够的侧向刚度,同时易于上部砌体墙与底部框架梁或抗震墙的边框梁对齐,减少次梁托墙的二次转换。支承上部砌体承重墙的托墙梁宜为底部框架梁。

3.2.3上部砌体房屋部分的结构体系和建筑布置

(1)上部砌体房屋优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系,不应采用砌体墙和混凝土墙混合承重的结构体系。如仅采用纵向墙承重体系时,因横向支承较少,纵墙易受弯曲破坏而导致倒塌,故不宜采用该结构布置方案。混凝土墙和砌体墙混合承重的结构体系其受力复杂,混凝土墙的刚度大,应力集中,不同材料的墙体受力后易各个击破。对于上下部分为不同材料、不同结构体系的底框一抗震墙砌体房屋更应避免采用。

(2)上部砌体房屋的纵横墙应均匀对称布置,沿平面内宜对齐,使各墙体受力均匀,避免出现较弱的部位破坏,沿竖向应上下连续,内纵墙不宜错位,保证结构体系传力合理及传力路线的不间断,且纵横墙的数量不宜相差过大。房屋在宽度方向的中部应设置内纵墙,其累计长度不宜小于房屋总长度的60%。同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀,墙面洞口面积,Ⅵ度、Ⅶ度时不宜大于墙面总面积的55%,Ⅷ度时不宜大于50%。

3.2.4楼梯间的布置

上部砌体房屋的楼梯间墙体缺少各层楼板的双侧侧向支承,尤其是楼梯间顶层,墙体有一层半楼层的高度,地震中震害较为严重,因此,在楼梯间建筑布置时楼梯间应尽量不设在尽端。楼梯间宜设置抗震墙以形成安全通道,但不宜造成较大的扭转效应。房屋转角窗严重削弱纵横向墙体在角部的连接。局部破坏严重,必须避免采用。

3.2.5底部抗震墙的基础

底部抗震墙承受相当大的地震剪力、弯矩和倾覆力矩,因此其基础应具有良好的整体性和较强的抗转动能力,防止当地基土较弱、基础刚度和整体性较差时,地震作用下抗震墙基础产生较大转动而使抗震墙的侧向刚度降低,对构件内力和位移产生不利影响,因此应设置整体性及抗转动能力较强的条形基础、筏形基础。

3.3水平地震作用和作用效应

3.3.1地震作用计算

对于平、立面布置规则,质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,可采用底部剪力法,其余情况可采用振型分解反应谱法。采用振型分解反应谱法时,应取足够的振型数。

3.3.2地震作用效应调整

根据底部框架-抗震墙砌体房屋的地震反应,实际并未因底部的刚度小于过渡层而在底部出现增大的反应,为防止因底部严重破坏而导致房屋的整体跨塌,减少底部的薄弱程度,规范对底部剪力设计值进行增大调整以增强底部的抗震承载能力。增大系数根据过渡楼层与其下相邻楼层的侧向刚度比值用线性插值法近似确定,可在1.0-1.5范围选用,侧向刚度比越大增加越高,当过渡层与其下相邻楼层的侧向刚度比在1.0-1.3之间时,底部的地震剪力值可不作增大调整。

3.3.3地震剪力分配

水平地震剪力根据对应的框架-抗震墙结构中各构件的侧向刚度比,符合多道抗震设防的原则进行分配:

(1)抗震墙作为底部第一道防线的抗震墙,其具有较好的承载能力,故底层或底部两层纵向和横向地震剪力设计值均全部由该方向的抗震墙承担,并按各抗震墙的侧向刚度比例进行分配。

(2)框架

在地震作用下,底部抗震墙开裂,抗震墙开裂后将产生弹塑性内力重分布。底部框架作为第二道防线,对提高房屋的整体抗震能力起着很重要的作用。因此,可按底部框架和抗震墙的有效侧向刚度比例进行分配框架承受的地震剪力设计值。有效侧向刚度的取值,框架不折减,混凝土抗震墙或配筋的砌体抗震墙可乘以折减系数0.3,约束普通砖砌体或小砌块砌体抗震墙可乘折减系数0.2。

(3)上部砌体部分

①现浇和装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖等刚性楼盖建筑,按抗侧力构件侧向刚度的比例分配。

②采用普通预制板的装配式钢筋混凝土楼、屋盖的建筑,按抗侧力构件侧向刚度比例和从属面积上重力荷载代表值比例的平均值分配。

3.4主要抗震构造措施

3.4.1框架柱截面

底部框架-抗震墙砌体房屋的底部框架受力复杂,具有承受上部砌体房屋传递的竖向荷载、地震倾覆力矩和水平地震剪力等作用,框架柱截面应有一定刚度,矩形截面的各边边长均不应小于400mm,圆形柱载面的直径不应小于450mm,箍筋直径,Ⅵ、Ⅶ度時不应小于8mm,Ⅷ度时不小于10mm,并应全高加密箍筋,间距不大于100mm。

3.4.2轴压比

轴压比的控制接近框支柱的有关要求,抗震等级为一、二、三级时分别不宜超过0.65、0.75、0.85。

3.4.3托墙梁

(1)梁载面宽度不应小于300mm,截面高度不应小于跨度的1/10。

(2)箍筋直径不应小于8mm,间距不应大于200mm,梁端在1.5倍梁高且不小于1/5梁净跨范围内,以及上部墙体的洞口处和洞口两侧各500mm,且不小于梁高的范围内,箍筋间距不应大于100mm。

(3)梁的纵向受力钢筋和腰筋应按受拉钢筋的要求锚固在柱内,且支座上部的纵向钢筋在柱内的锚固长度应符合钢筋混凝土框支梁的有关要求。

3.4.4抗震墙

(1)抗震墙墙板周边应设置梁(暗梁)和端柱组成的边框。

(2)抗震墙墙板的厚度不宜小于160mm,且不应小于墙板净高的1/20。

3.4.5过渡层底板

板厚不应小于120mm,并应少开洞、开小洞,当洞口尺寸大于800mm时,洞口周边应设置边梁。

3.4.6上部砌体房屋构造措施

(1)构造柱设置:构造柱有利于提高房屋在地震时的抗倒塌能力,构造柱对于墙体的约束作用,主要是依靠与各层墙体的圈梁或现浇板的整体连接来实现,因此构造柱设置的部位及要求应满足相关规范要求,特别是过渡层构造柱的设置要求更应严格。

(2)圈梁设置:圈梁能增强房屋的整体性,提高房屋的抗震能力,是抗震的有效措施,圈梁的设置及要求应满足相关规范要求。

4.结语

底部框架-抗震墙砌体房屋是我国现阶段经济条件下特有的一种结构,地震震害表明,该类房屋设计不合理,其底部可能发生变形集中、出现较大的侧移而破坏。如前所述,该类房屋的设计,应综合考虑上下部不同结构类型的抗震设计,除结构各部分满足承载力、变形能力及构造要求外,还要注意上下部结构的抗震性能相匹配,不能有一部分过弱,避免上部砌体房屋出现薄弱楼层。因此,底部框架-抗震墙砌体房屋的设计应综合考虑各种不利因素的影响,特别是对地震作用计算、结构布置及构造措施等这几方面的抗震设计更应引起足够的重视。

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010).北京:中国建筑工业出版社,2011.

[2]《底部框架-抗震墙砌体房屋抗震技术规程》(JGJ248-2012).北京:中国建筑工业出版社,2012.

[3]黄世敏,杨沈.建筑震害与设计对策,北京:中国计划出版社,2009.

收稿日期:2013-4-10

作者简介:陈安妮,女,大学本科,工业与民用建筑专业,高级工程师,国家一级注册结构工程师,现任院结构副总工程师,所设计的工程多项获得国家、省级优秀工程设计奖,1986年至今在桂林市建筑设计研究院从事结构设计与施工图审查。

王丽娅,女,大学本科,工业与民用建筑专业,高级工程师,国家一级注册结构工程师,从事建筑结构设计及审图工作30年,获得过多项省级优秀工程设计奖。

兰波,女,副总建筑师,国家一级注册建筑师,高级建筑师,本科,建筑学专业,现从事建筑设计,施工图审查工作。1982至今在桂林市建筑设计研究院工作,其问,1993年任建筑师,1998年任高级建筑师,所设计的工程多项获得省级优秀工程设计奖及入选中青年建筑师作品集。

作者:陈安妮 王丽娅 兰波

第三篇:山区公路桥梁抗震设计与抗震加固措施研究

摘要:道路作为国民经济发展的命脉,我国山区的经济发展仍旧需要道路桥梁作为基础支持。目前,我国的山区公路桥梁工程正处于一个稳步发展的态势下,但因为山区地质环境较为复杂,很容易因为地震影响到桥梁工程的使用寿命、安全性。本文在分析探讨山区公路桥梁震害受损部分的基础上,研究了公路桥梁的抗震设计及加固措施。

关键词:山区公路桥梁;受损部分;抗震设计;抗震加固

1、山区公路桥梁震害受损部分分析

纵观国内外的山区公路桥梁工程,在地震灾害下,容易受损的部位如下:第一,上部桥梁结构。一般而言,上部结构在地震中遭到的损害较小,主要出现的问题就是结构梁的位移,主要的表现就是桥梁的支柱结构和支座出现碰撞。第二,桥梁支柱支座部分。在地震发生时,该部分因为受到地震影响较大,再加之桥梁出现位移,导致支座受力状态不均衡,出现了变形甚至于完全损坏的问题[1]。第三,下部桥梁结构。这部分因为是由混凝土浇筑形成的,很容易在地震的影响下出现桥墩弯曲损坏,断裂的情况,最终带来的就是下部桥梁结构剪切失效,上部的桥身垮塌。第四,桥梁的承台部分。因为这一部分属于桥梁的基础支撑部分,地震对其影响相对较小。

2、山区公路桥梁抗震设计工作要点

2.1桥梁位置、桥型的合理选择

山区因为道路崎岖,且地势高低起伏较大,各个路段地质条件也存在着较大的差异,在设计公路桥梁的时候,需要在不对总体设计工作不产生影响的前提下,选择地质条件稳定的区域进行桥梁的施工建造,并且需要尽可能避免地震时产生破坏的地基,选择在基岩等坚硬的地质上落实公路桥梁的施工工作。对于山区而言的,地质通常都较为坚硬,但需要在桥位选择的过程中,避免建设在滑坡及泥石流等灾害的多发地带,提高公路桥梁建设过程中的安全性。在山区公路桥梁抗震结构设计过程中,桥型的设计也是其中的重要组成部分。设计人员需要在选择桥梁桥型的过程中,以当地的地质条件和实际的施工要求作为基础,选择抗震性能较为优秀的桥型,可以选择结构稳定度较高的大跨度连续梁桥,将伸缩缝的设置数量合理地进行降低,同时也可以选择隔震、减震性能较为优秀的新型钢桁架结构,在确保公路桥梁符合当地建设要求的前提下,选择一些技术较为先进的抗震桥型,同时整个桥型也需要在地震之后为结构修复提供便利,最大程度降低因为地震带来的经济损失。

2.2桥梁结构的合理设计

在实际桥梁结构的设计工作过程中,设计人员需要尽可能选择呈现规则或者对称分布的桥梁结构类型,以此来降低结构本身的自重重心、刚度重心,确保二者能够始终处于同一个中心线上,更好的降低因为地震所带来的冲击力,维持结构本身的稳定性[2]。除此之外,桥梁结构本身的刚度水平需要尽可能降低,尽量使用带有延展性质的材料,以此降低因为地震带来的脆性破坏效果,显著提高桥梁结构的抗震性能以及抵抗形变的能力水平。

3、山区公路桥梁抗震加固工作措施

3.1桥梁的上部结构加固措施

之所以山区公路桥梁的上部结构会出现抗震性能不足的现象,主要原因是梁端到盖梁的距离数值小于主梁地震反应的纵向位移数值,在这种情况下,便可以使用拉杆限位器对桥梁进行抗震加固,具体而言,在实际使用的过程中,拉杆的选用可以分为拼接板和缆索两种形式,其中最为常用的便是拼接板[3]。这种形式的拉杆能够连接相邻主梁的腹板,从而保证了彼此之间的连续性,拉杆的强度数值,则需要以落梁时候产生的剪力数值作为基础进行设计,并通过槽形孔与腹板进行固定,但需要注意的是,这种方式更加适用于直线桥,对于那些曲线桥以及一些截面变化相对较大的异形桥梁并不具备显著的加固效果。

3.2桥梁下部结构加固措施

山区的公路桥梁抗震性能提高的关键便是桥梁墩柱的抗弯能力提高。在墩柱抗弯能力不足,以及塑性铰位置不明确的情况下,设计人员需要对桥梁进行合理的加固,通常而言,在加固山区公路桥梁下部结构的过程中,可以使用钢管套增加其截面面积,又或者使用复合材料、配预应力钢绞线等进行加固,主要的原理便是通过进一步强化桥梁下部结构的强度,确保能够显著提升桥梁结构抵抗地震的荷载能力水平。

3.3减隔震加固措施

减隔震措施就是在山区公路桥梁的下坡结构和桥梁的基础工程之间增加一个隔震系统,进一步增大桥梁的固有周期,显著调低在地震过程中桥梁结构的地震力,在墩柱加固等传统加固方式无法满足桥梁抗震性能水平要求的情况下,这种方式可以有效地提高山区公路桥梁的抗震能力水平。这种方式本身能够在降低桥梁结构地震力以及控制其结构位移的前提下,显著提高山区桥梁整体的抗震性的,在具体加固的过程中,可以使用减隔震支座替换原有的桥梁支座,并在桥梁的上部和下部结構之间增加阻尼装置。

3.4主梁的有效加固措施

在加固山区公路桥梁主梁的过程中,可以使用截面增大加固以及钢板粘贴加固两种,为了更好的提高公路桥梁主体结构的抗震性能,可以将钢筋设置在梁板下,以此提高主梁结构本身的延展性,但是如果钢筋数量增加过多则会导致混凝土结构出现损坏。在这种情况下,必须要通过桥梁下部结构截面增大的方式来持续提高整个桥梁结构的整体性能。在具体操作的过程中,可以使用增大马蹄高度和宽度的方式,有效提升梁板的截面面积。在主梁的梁底产生横向和纵向裂缝的情况下,便可以使用钢板粘贴的方式进行加固,这种方式不但操作较为简便,并且能够提升桥梁主体结构的抗震性能,但在操作的过程中,钢板的牢固位置和粘结剂类型必须要符合相关规范的具体要求,以此有效强化结构稳定性。

4、总结

山区公路桥梁是当地经济发展必须的重要基础因素,但因为山区地质环境相对较为复杂,在遭遇地震灾害的情况下,山区公路桥梁本身的抗震性能决定了灾后的通信以及交通恢复时长。设计人员需要在山区公路桥梁设计的过程中。合理的选择及位置、桥型以及结构,并针对桥梁的上部和下部结构等实施合理的加固措施,强化山区公路桥梁整体抗震性水平。

参考文献

[1]李海洋.山区高速公路桥梁圆柱式墩抗震设计[J].河南科技,2021,40(06):104-106.

[2]冯杰,田彦.山区公路桥梁抗震设计与抗震加固措施研究[J].交通世界,2020(31):97-98.

作者:闵承志

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