公路橋梁抗震設(shè)計中的部分問題T

內(nèi)容包括下列三部分：一、橋梁地震震害感性了解二、關(guān)于地震力理論和抗震設(shè)計方法；三、對《公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)則》中

部分問題的理解。

公路橋梁抗震設(shè)計中的部分問題

—與初接觸同志交流1

一、橋梁地震震害感性了解

1.

結(jié)構(gòu)受到的地震影響主要有兩種形式：一是場地運動作用于結(jié)構(gòu)一地震力使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動而受到影響；另一種形式是場地發(fā)生斷裂、地基不均勻沉降及液化等情況時場地不同部分間發(fā)生相對位移，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生強制變形而導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)破壞。

1.1.

第二種影響多發(fā)生于長大的橋梁受斷層影響或各個墩臺所處位置的地質(zhì)條件很不相同而產(chǎn)生相對位移時而導(dǎo)致落梁、支座剪壞以至倒塌等情況！由于場地相對位移使橋梁產(chǎn)生強制變形的問題難以預(yù)防，抗震設(shè)計較為困難，目前相關(guān)的研究活動還處于初始階段對于這種情況“抗震細(xì)則”只是于第四章中對橋位的選擇、地基的處理和抗震措施方面做了有關(guān)的規(guī)定.2

下面是地震中地面相對位移導(dǎo)致橋梁破壞的一些照片：

都汶路百花大橋落梁破壞3

支座及擋塊破壞4伸縮縫破壞

5

1.2.橋梁結(jié)構(gòu)受到地震影響的另一種形式—受地震力作用而振動導(dǎo)致其破壞的情況.下面所講內(nèi)容主要只針對這種形式的影響。對于梁式橋破壞主要產(chǎn)生于橋墩部位.

1).彎曲破壞：下面是這種破壞的兩張照片:6

彎曲破壞的過程如下圖所示：

謝本圖1.2A及1.37

2).剪切破壞;

下面是下部結(jié)構(gòu)剪切破壞的實拍照片:8

9剪切破壞的過程如下圖所示：

謝本圖1.2c及圖1.4

G214線巴塘---囊謙段橋梁抗震情況102.日本95阪神大地地震皮爾爾茨大橋橋破壞的的基本情況況：下面是該該橋的結(jié)結(jié)構(gòu)型式式和配筋筋11該橋破壞壞機理分分析12對該橋破破壞（學(xué)學(xué)者）的的見解：1995年1月17日本阪神神大地震震中許多多結(jié)構(gòu)物物被毀，，橋梁的的破壞尤尤為嚴(yán)重重，皮爾爾茨大橋橋是其中中一例。。對于該橋橋的破壞壞分析，，在學(xué)者者之間有有不同的的見解，，但一般般認(rèn)為剪剪切強度度不足、、配筋過過少和不不適當(dāng)?shù)牡目v筋截截斷是地地震破壞壞的重要要原因；；此次地震震中破壞壞的橋梁梁均是按按日本1964年的規(guī)范范設(shè)計，，設(shè)計所所用的加加速度反反應(yīng)譜峰峰值僅為為0.2——0.4g.而橋梁實實際承受受的地震震反應(yīng)譜譜峰值達(dá)達(dá)1g甚至達(dá)2g,當(dāng)時采用用的是彈彈性理論論，設(shè)計計中沒有有演算屈屈服以后后的結(jié)構(gòu)構(gòu)變形.抗震設(shè)計計不但在在彈性范范圍內(nèi)而而且也應(yīng)應(yīng)在彈塑塑性范圍圍內(nèi)確保保結(jié)構(gòu)的的安全.所以,日本新的的公路橋橋梁抗震震設(shè)計規(guī)規(guī)范完全全采用了了兩階段段的抗震震設(shè)計方方法，對對于中小小地震、、強震分分別按彈彈性理論論和彈塑塑性理論論設(shè)計,滿足中小小地震不不損傷、、大震可可以修復(fù)復(fù)的設(shè)防防要求.133、橋梁震震害的原原因與啟啟示1415161718二、關(guān)于于地震力力理論和和抗震設(shè)設(shè)計方法法1、地震力力理論進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震設(shè)設(shè)計首先先需研究究地震時時地面運運動對結(jié)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的動動態(tài)效應(yīng)應(yīng)，通俗俗地講就就是要計計算地震震力。地震力的的計算分分靜力法法和動力力法1.1靜力法*：假定結(jié)構(gòu)構(gòu)的各部部分與其其所在場場地具有相相同的振振動，結(jié)結(jié)構(gòu)物的的地震反應(yīng)應(yīng)就是結(jié)結(jié)構(gòu)的慣慣性力，，即：把慣性力力視作靜靜力作用用于結(jié)構(gòu)構(gòu)做抗震震計算，，這種方方法稱為靜靜力法。19該方法由由于假定定結(jié)構(gòu)相相對于地地面是靜靜止的，，無相對對運動，，所只有有結(jié)構(gòu)不不變形、為剛剛體時才才成立。。靜力法的的概念系系日本學(xué)學(xué)者于1899年提出，，系數(shù)k--日本于１１９２６６年制定定的《關(guān)于公路路橋梁細(xì)細(xì)則草案案》將日本國國內(nèi)按不不同地震震區(qū)域、、不同的的地基條條件取0.15、0.20、0.30、0.40---該方法把把結(jié)構(gòu)在在地震時時的動力力反應(yīng)看看作是靜靜止的慣慣性力，，假定結(jié)結(jié)構(gòu)不變變形,忽略了地地震時地地面運動動特性（（剪切波波速、振振幅等））和結(jié)構(gòu)構(gòu)的動力力特性(剛度、自自振周期期等)，所以未未能科學(xué)學(xué)地解決決結(jié)構(gòu)的的抗震問問題。但是對于于剛性結(jié)結(jié)構(gòu)，它它還是適適用的，，所以2008年部頒公公路橋梁梁抗震設(shè)設(shè)計細(xì)則（（下簡稱稱“細(xì)則則”）第第6.1.5條仍采用用89年部頒原原公路工工程抗震震設(shè)計規(guī)規(guī)范（下下簡稱““89規(guī)范”））相應(yīng)條條文的個個規(guī)定：：地震作作用下，，橋臺臺臺身地震震力可按靜力法法計算。。隨著對地地震災(zāi)害害的分析析和對地地震作用用的深入入研究，，靜力法法越來越越暴露出出它的不合理理性，所所以到上上世紀(jì)四四十年代代便提出出了考慮慮地面運運動和結(jié)結(jié)構(gòu)動力力特性的屬于于動力法法的反應(yīng)應(yīng)譜法201.２、動動力法法首先建建立結(jié)結(jié)構(gòu)體體系在在地震震作用用下的的運動動方程程。1.2.1單質(zhì)點點體系系運動動方程程的建建立有一些些結(jié)構(gòu)構(gòu)物如如中小小跨徑徑、高高度不不大的的橋梁，，單層層的房房屋等等，可可近似似地將將結(jié)構(gòu)構(gòu)的全部部質(zhì)量量集中中于一一個點點，如如右圖圖(一)所示將橋橋梁上上、下下部結(jié)結(jié)構(gòu)的的全部部質(zhì)量量集中中于墩墩頂，，簡化化成用用無重重量的的彈性性直直桿支承承于地地面的的單質(zhì)質(zhì)點，，并假假定體體系不不發(fā)生生轉(zhuǎn)動動，而而把地地基的的運動動分解解為一個豎豎向、、兩個個水平平方向向的分分量，，分別別計算算。圖（一一）中中：表表示示地震震時地地面的的水平平位移移分量量，是是時間間t的函數(shù)數(shù)，它它的變化規(guī)規(guī)律可可自用用強震震儀測測得的的地震震時地地面運運動的的實測測記錄錄得到到；X(t)表示質(zhì)質(zhì)點相相對于于地面面的水水平位位移，，也是是時間間t的涵數(shù)數(shù)，是是待求求的未未知量。為為了確確定當(dāng)當(dāng)?shù)孛婷嫖灰埔瓢吹牡囊?guī)規(guī)律變變化時時單質(zhì)質(zhì)點彈彈性體體系的的相對對位移反應(yīng)應(yīng)x(t)，需要要建立立其運運動方方程。。21取質(zhì)點點m為隔離離體，，作用用于它它上面面的力力有：：彈性恢恢復(fù)力力S=-kx(t)---質(zhì)點要要回到到平衡衡位置置的力力,k為直桿桿的剛剛度系系數(shù)阻尼力力R=-c(t)---結(jié)構(gòu)在在振動動過程程中存存在外外部介介質(zhì)的的阻尼尼力,結(jié)構(gòu)的的振動將將逐漸漸衰減減，假假定阻阻尼力力與速速度成成正比比：顯然，，在地地震作作用下下質(zhì)點點的絕絕對加加速度度為根據(jù)牛牛頓第第二定定律，，質(zhì)點點的運運動方方程可可寫為為：整理后后得：：這就是是在地地震作作用用下單單質(zhì)點點體系系的運運動微微分方方程，，是一一個二二階常常系數(shù)線性性非齊齊次微微分方方程，22方程（（1）的解解由通通解和和特解解兩部部分組組成：：其通通解---右端項項等于于零的的齊次次方程程（其其物理理意義義是結(jié)結(jié)構(gòu)自自由振振動））的解解它為為它的特特解（（表示示強迫迫振動動）為為:上式（（3）稱為為杜哈哈梅（（Duhamel）積分分，它它與齊齊次微微分方方程的的通解解之和和就是是微分分方程（（1）的全全解。。(式中稱稱自自振園園頻率率，，稱稱為阻阻尼比比)由上面面(2)、(3)兩式求求出結(jié)結(jié)構(gòu)相相對于于地面面的位位移x(t)后，就就可以以求得得其加加速速度。。理論上上該加加速度度與場場地運運動加加速度度之和和乘以以結(jié)構(gòu)構(gòu)的質(zhì)質(zhì)量,即就就可可得到到結(jié)構(gòu)構(gòu)的地地震震反應(yīng)應(yīng)即地地震力力，然然而，，由于于加速速度是不規(guī)規(guī)則的的函數(shù)數(shù)，杜杜哈梅梅積分分難以以用一一般的的函數(shù)數(shù)來表表示，，所以以地震震作用用的具具體計計算是是通過過下面面幾種種方法法而實實現(xiàn)的的：反應(yīng)譜譜法、、時程程分析析法和和功率率譜法法：反反應(yīng)譜譜法是是一種種簡化化計算算方法法，時時程分分析法法是微微分方方程的的數(shù)值值積分分法，，功率率譜法法-----。231.2.2反應(yīng)譜譜法1)概述該法于于1943年由美美國人人提出出，1958年第一一屆世世界地地震工工程會會議后后，被被許多國家家的抗抗震設(shè)設(shè)計規(guī)規(guī)范所所采用用，亦亦為我我國的的“89規(guī)范””所采采用，，““細(xì)細(xì)則””中對于于為數(shù)數(shù)眾多多的、、一般般的規(guī)規(guī)則橋橋梁仍仍采用用該方方法，，所以以，下下面對對該方方法要做一概括括的介紹：：作用于質(zhì)點點上的慣性性力等于它它的質(zhì)量m乘以絕對加加速度,其方向與加加速度方向相反，，即將(1)式代入上式式得：（略略去去不計；再再由得得））F（t）=kx(t)或者24上式左端x(t)為地震時質(zhì)質(zhì)點產(chǎn)生的的相對位移移，右端F(t)為該瞬時慣慣性力使質(zhì)質(zhì)點產(chǎn)生的的相對位移移，因此可可以認(rèn)為在在某瞬時地地震作用使使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生生的相對位位移，是該該瞬時的慣慣性力引起起的，這也也是為什么么可以將慣慣性力理解解為一種能能反映地震震影響的等等效荷載的的原因。將前面的（（3）式代入（（5）式（略去去與與的的微小差別別）得：由上式可知知：水平地地震作用（（慣性力--地震影響的的等效荷載載）是時間間t的函數(shù)，它它的大小和和方向隨時時間t而變化。25在結(jié)構(gòu)抗震震設(shè)計中，，并不需要要求出每一一時刻地震震作用的數(shù)數(shù)值，而只只需求出作作用的最大大值。設(shè)該該值以F表示，由（（6）式得：----(7)或F=mS這里，S是某一地震震記錄輸入入給一單質(zhì)質(zhì)點結(jié)構(gòu)體體系（)所產(chǎn)生的最最大加速度度,將該記錄輸輸入給不同同的單質(zhì)點點結(jié)構(gòu)（）就可以得得條S隨周期T而變化以為為參數(shù)的S--T曲線,該曲線稱為為加數(shù)度反反應(yīng)譜；反反映地震反反應(yīng)的反應(yīng)應(yīng)譜還有速速度及位移移反應(yīng)譜---見下頁。（譜--依照事物的的類別或系系統(tǒng)所編制制的示范性性的圖書、、表冊、圖圖形、曲線線等如簡譜譜、五線譜譜、家譜等等）將上頁分開開并插圖26反應(yīng)譜示例例272）08細(xì)則中的加加速度反應(yīng)應(yīng)譜上面所講的的反應(yīng)譜系系某一次地地震記錄輸輸入于不同同單質(zhì)點體體系所得到到的反應(yīng)譜譜;而不同的地地面運動記記錄輸入會會得到不同同的反應(yīng)譜譜；所以設(shè)設(shè)計中應(yīng)使使用結(jié)構(gòu)所所在場地的的地震記錄錄輸入所做做的反應(yīng)譜譜,但這是難以以做到的。。那么一般般規(guī)范中所所給出的反反應(yīng)譜是以以怎樣的地地震記錄輸輸入而繪制制的呢？為了使處于于不同場地地的結(jié)構(gòu)抗抗震設(shè)計均均能使用，，規(guī)范所給給出的是將將大量的地地震加速度度記錄分別別輸入于不不同的單質(zhì)質(zhì)點體系，，繪制出眾眾多反應(yīng)譜譜曲線后，，再根據(jù)統(tǒng)統(tǒng)計分析，，而作出的的具有代表表性的平均均反應(yīng)譜，，亦稱為標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)譜譜。“細(xì)則”第第5.2.1條所給出的的右圖所示設(shè)計加加數(shù)度反應(yīng)應(yīng)譜就是這這樣得到的平均應(yīng)譜。283）、反應(yīng)譜譜的使用---地震反應(yīng)的的計算“細(xì)則”水水平設(shè)計加加速度反應(yīng)應(yīng)譜圖5.2.1中:(細(xì)則式5.2.2)；譜值S可根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的自振周周期由譜曲曲線或下式求求出：此S值---水平設(shè)計加加速度反應(yīng)應(yīng)譜值便是是“細(xì)則則”6.7.1—6.7.4條計算水平平地震力的的各公式中中的在這些公式式中還有一一些參數(shù)，，例如在在計算橋墩墩墩頂?shù)乃降卣鹆αΦ墓?.7.2-1中的等等，雖然計計算式很長長、比較復(fù)復(fù)雜，但都都是計算結(jié)結(jié)構(gòu)的剛度度和把結(jié)構(gòu)構(gòu)各部分的的質(zhì)量如何何簡化至墩墩頂?shù)挠嬎闼?，均只是是用到靜力力學(xué)、材料料力學(xué)方面面的一些基基本公式并并無困難。。29通過上面的的介紹可知知：計算結(jié)構(gòu)地地震作用的的反應(yīng)譜法法是將結(jié)構(gòu)構(gòu)所受的最最大地震作作用通過反反應(yīng)譜轉(zhuǎn)換換成作用于于結(jié)構(gòu)的等等效側(cè)向荷荷載，然后后根據(jù)這一一荷載用靜靜力法去求求解結(jié)構(gòu)的的地震內(nèi)力力與變形。。因為該法計計算簡便，，所以為各各國規(guī)范所所采用。但是，地震震作用是一一個時間過過程，該法法不能反映映結(jié)構(gòu)在地地震過程中中的經(jīng)歷，，同時目前前一般所使使用的反應(yīng)應(yīng)譜限于線線性范疇，，當(dāng)結(jié)構(gòu)在在強烈地震震下進(jìn)入塑塑性階段時時，用此法法將不能得得到真正的的結(jié)構(gòu)地震震反應(yīng),也判斷不不出結(jié)構(gòu)構(gòu)真正的的薄弱部部位。30分析“細(xì)細(xì)則”圖圖5.2.1譜曲線，，當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)自振周周期小于于某一數(shù)數(shù)值時時，S值隨T的增加急急劇上升升；當(dāng)達(dá)達(dá)最大大值,當(dāng)時時，曲曲線波動動下降，，這里的的值值就是對對應(yīng)反應(yīng)應(yīng)譜曲線線峰值的的結(jié)構(gòu)自自振周期期，這個個周期與與場地振振動的卓卓越周期期相符。。所以，，當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)自振周周期與場場地的振振動卓越越周期相相等或接接近時，，地震反反應(yīng)最大大。這種種現(xiàn)象與與結(jié)構(gòu)在在動荷載載作用下下的共振振相似。。因此，，在結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震設(shè)設(shè)計中，，應(yīng)使結(jié)結(jié)構(gòu)的自自振周周期遠(yuǎn)離離場地的的卓越越周期。。前面以單單質(zhì)點體體系為對對象所講講內(nèi)容，，稱為單單振型反反應(yīng)譜法法，對于于如柱式式墩，墩墩的質(zhì)量量遠(yuǎn)小于于上部結(jié)結(jié)構(gòu)的重重量，為為了簡化化計算可可以近似似地按單單質(zhì)點體體系處理理。而對于大大型的結(jié)結(jié)構(gòu)物、、質(zhì)量比比較分散散的結(jié)構(gòu)構(gòu)物，如如橋梁下下部為重重力式墩墩時，為為了能比比較如實實地反映映其動力力性能，，須按多多自由度度的多質(zhì)質(zhì)點體系系計算。。以多質(zhì)質(zhì)點體系系為研究究對象而而做出的的反應(yīng)譜譜進(jìn)行地地震反應(yīng)應(yīng)計算稱稱為多振振型反應(yīng)應(yīng)譜法。?！凹?xì)則””圖6.7.2-1及6.7.2-1式，是橋橋梁下部部為重力力式墩時時多振型型反應(yīng)譜譜法的計計算簡圖圖及公式式。下面面對“細(xì)細(xì)則“中中有關(guān)多多振型反反應(yīng)譜法法中的兩兩個概念念作作一簡介介。314）有關(guān)多多振型反反應(yīng)譜法法①多質(zhì)點點體系運運動方程程相應(yīng)于前前面單質(zhì)質(zhì)點體系系的運動動方程：：多單質(zhì)點點體系的的運動方方程為：：式中分分別為為n質(zhì)點體系系的質(zhì)量量矩陣、、阻尼矩矩陣和剛剛度矩陣陣。方程(11)可用振型型分解法法求解，，即利用用振型的的正交特特性將聯(lián)聯(lián)立微分分方程組組一個一一個地分分解為相相互獨立立的振動動方程去去求解---②振型的的意義：：多質(zhì)點體體系有多多少個自自由度就就有多少少個自振振頻率。。在以每每一頻率率振動時時各質(zhì)點點相對位位移圖形形的形狀狀（如圖圖（三））所示兩兩質(zhì)點體體系分別別在以頻頻率振振動下下各質(zhì)點點位移圖圖形）反反映出結(jié)結(jié)構(gòu)的振振動形態(tài)態(tài)，所以以稱為振振型。32郭奔p65插圖或韋韋p39圖將相應(yīng)各各振型的的頻率按按由小到到大依次次排列，，相應(yīng)于于最小的的頻率的的振動動形式稱稱為第一一主振型型，簡稱稱第一振振型或““基本振振型;相應(yīng)頻率率的的振動動形式依依次稱為為第二主主振型或或第二振振型------在一般初初始條件件下任一一質(zhì)點的的振動都都是由各各振型的的簡諧振振動疊加加而成的的復(fù)合振振動。試驗結(jié)果果表明，，振型愈愈高，阻阻尼作用用造成的的衰減越越快，所所以高振振型只在在振動初初期對結(jié)結(jié)構(gòu)反應(yīng)應(yīng)的影響響才比較較明顯，，以后則則逐漸衰衰減，因因此在設(shè)設(shè)計中僅僅考慮較較低的幾幾階振型型的影響響，一般般取2-3個振型即即可—“細(xì)則”6.4.3條要求所所考慮的的振型階階數(shù)應(yīng)在在計算方方向獲得得90%以上的有有效質(zhì)量量。33③關(guān)于振振型參與與系數(shù):每個質(zhì)點點的質(zhì)量量與其在在某一振振型中相相應(yīng)的坐坐標(biāo)乘積積之和與與該振型型的主質(zhì)質(zhì)量之比比稱為該該振型的的振型參參與系數(shù)數(shù)。它的的物理意意義是該該振型對對結(jié)構(gòu)總總體反應(yīng)應(yīng)的貢獻(xiàn)獻(xiàn)。對定定義中各各參數(shù)的的理解參參“細(xì)則則”6.7.2條中式”6.7.2-2（公式解解釋）。。該式中為為“基基本振型型”參與與系數(shù)，，就是說對對于重力力式墩只只考慮第第一階振振型就可可以獲得得90%（“細(xì)則則”第6.4.3條）的有有效質(zhì)量量--因為公路橋梁梁一般不高。。5）彈性、彈塑塑性反應(yīng)譜上面所述反應(yīng)應(yīng)譜法其基本本理論的建立立以彈性體系系為研究對象象，假定結(jié)構(gòu)構(gòu)處于彈性工工作階段，所所以稱為彈性性反應(yīng)譜法。。而當(dāng)?shù)卣鸱捶磻?yīng)達(dá)到一定定強度時，結(jié)結(jié)構(gòu)一般進(jìn)入入彈塑性工作作階段。所以以有不少學(xué)者者致力于彈塑塑性反應(yīng)譜的的研究。但是是至今（范立立礎(chǔ)“橋梁抗抗震“序言—1996年）各國規(guī)范范主要應(yīng)用的的是彈性反應(yīng)應(yīng)譜。只是該該理論只用于于中小跨徑規(guī)規(guī)則橋梁地震震反應(yīng)的計算算（如“細(xì)則則”第6.1.4條所列適用范范圍）。341.2.3線彈性時程分分析法：1）概述前面講到運動動微分方程的的解杜哈梅積積分難以用一一般的函數(shù)式式來表達(dá)，時時程分析法，，是用數(shù)值積積分法直接求求解前面所得得運動微分方方程的解的方方法。該方法直接輸輸入加速度時時程記錄，用用逐步積分法法計算出地震震過程中每一一瞬時的位移移\速度和加速度度而得到地震震作用隨時間間而變化的時時程曲線,從而可以觀察察到在地震作作用下結(jié)構(gòu)在在彈性和非彈彈性階段的內(nèi)內(nèi)力變化以及及結(jié)構(gòu)開裂\損壞\直至結(jié)構(gòu)倒塌塌的全過程。。動態(tài)時程分析析法可以考慮慮各種不同的的因素，采用用多節(jié)點、多多自由度的結(jié)結(jié)構(gòu)有限元動動力計算圖式式，使結(jié)構(gòu)分分析的結(jié)果能能較好地符合合結(jié)構(gòu)震害的的實地情況。。所以對于重要要、復(fù)雜、大大跨徑橋梁的的地震反應(yīng)須須使用時程分分析法，“細(xì)細(xì)則”第6,1,4條有具體規(guī)定定。352）基本原理這里以單質(zhì)點點體系為例說說明用線性加加速度法（逐逐步積分法根根據(jù)假定不同同分為線性加加速度法、威威爾遜法等））求解運動微微分方程的基基本原理。該法假定質(zhì)點點的加速度反反應(yīng)在任意微微小時段△t內(nèi)呈線性變化化（圖4）這時加速度度的變化率為為：設(shè)已求出時時刻質(zhì)質(zhì)點的地震位位移速度和和加速度可可以以推導(dǎo)出經(jīng)過過時段△t后在時時刻的移速速度和和加速度度；；計算出時時刻的的位位移、速度和和加速度后再再將這一結(jié)果果重新作為時時的位移移、速度和加加速度用上面面的方法求出出新的時時的位移、、速度和加速速度,如此重復(fù)上面面循環(huán)計算，，由初始狀態(tài)態(tài)開始逐步計計算至地震中中止，就可得得到結(jié)構(gòu)的位位移、速度和和加速度隨時時間而變化的的時程曲線，，因而得到結(jié)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)應(yīng)的時程曲線線。363）計算示例：：下圖所示鋼筋筋砼單層框架架結(jié)構(gòu)（雙柱柱式橋墩橫橋橋向計算時可可參考）已知知結(jié)構(gòu)的尺寸寸、材料、集集中于頂部的的重力荷載G、阻尼系數(shù)c、結(jié)構(gòu)自振周周期T及地面加速度度記錄曲線:要求按時程分分析法確定結(jié)結(jié)構(gòu)處于彈性性階段在0.8s時段的位移x(t)、速度和和加加速度反應(yīng)。具體計過程見見附錄。372、設(shè)計方法的的演變前面講的靜力力法、動力法法均是地震作作用的計算，，地震作用與與結(jié)構(gòu)重力組組合后即可進(jìn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震震設(shè)計。日本等多地震震國家在工程程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)設(shè)計方面的研研究起步較早早，而我國直直到1975年所頒的橋規(guī)規(guī)中抗震計算算方面的具體體內(nèi)容還在空空缺著（75規(guī)范第2.25條介紹）1976年7月26日唐山大地震震后，1977年我國頒布了了第一個《公路工程抗震震設(shè)計規(guī)范》，于九十年代代初成立了《土木工程防災(zāi)災(zāi)國家重點實實驗室》及工程結(jié)的抗抗震研究等部部門,對于之后建設(shè)設(shè)的特大型橋橋梁逐一進(jìn)行行專門的抗震震設(shè)計研究。。但是于89年頒布的我國國第二代<公路工程抗震震設(shè)計規(guī)范>對于地震力的的計算僅列入入靜力法和彈彈性反應(yīng)譜法法，設(shè)計方法法采用一階段段強度設(shè)計法法：當(dāng)結(jié)構(gòu)的的強度滿足要要求時，即當(dāng)當(dāng)結(jié)構(gòu)的荷載載效應(yīng)小于結(jié)結(jié)構(gòu)的抗力效效應(yīng)時，便認(rèn)認(rèn)為結(jié)構(gòu)是安安全的。這種種以強度為唯唯一安全標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的設(shè)計法并并不能保證構(gòu)構(gòu)進(jìn)入彈塑性性階段后的安安全，也不能能反映非線性性二次效應(yīng)等等許多實際的的復(fù)雜因素。。38“89規(guī)范”頒布至今已整整20年,許多方面已顯顯得落后!近30年來，結(jié)構(gòu)抗抗震設(shè)計理論論的研究已有有較大的發(fā)展展。美國、日日本等一些國國家的學(xué)者，，先后提出了了分類設(shè)防的的思想、分階階段設(shè)計的方方法.“細(xì)則”盡可可能地吸收了了國外現(xiàn)行抗抗震設(shè)計規(guī)范范的理念和方方法，吸取近近幾十年橋梁梁震害的教訓(xùn)訓(xùn)，彌補了““89規(guī)范范””的的不不足足。?！凹?xì)則則”由單單一一的的強強度度抗抗震震設(shè)設(shè)計計修修改改為為強強度度和和變變形形雙雙重重指指標(biāo)標(biāo)控控制制的的兩兩階階段段設(shè)設(shè)計計方方法法：：第第一一階階段段對對結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)遭遭遇遇中中小小地地震震反反應(yīng)應(yīng)（（））時時的的強強度度進(jìn)進(jìn)行行演演算算，，第第二二階階段段對對結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)遭遭遇遇大大震震（（））時時進(jìn)進(jìn)入入彈彈塑塑性性階階段段后后的的變變形形進(jìn)進(jìn)行行演演算算，，使使結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)具具有有必必要要的的延延性性，，以以確確保保結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)安安全全。?！凹?xì)細(xì)則則””所所采采用用的的兩兩水水平平設(shè)設(shè)防防、、兩兩階階段段設(shè)設(shè)計計方方法法的的設(shè)設(shè)計計流流程程和和構(gòu)構(gòu)件件設(shè)設(shè)計計的的流流程程.分別別見見““細(xì)細(xì)則則””圖圖6.1.2-1及6.1.2-2.39（三三））對對““細(xì)細(xì)則則””部部分分問問題題的的理理解解1、地地震震力力的的取取值值與與““89規(guī)范范””的的比比較較：：“細(xì)細(xì)則則””中中使使用用反反應(yīng)應(yīng)譜譜法法計計算算地地震震反反應(yīng)應(yīng)的的公公式式與與““規(guī)規(guī)范范””公公式式在在型型式式上上雖雖稍稍有有變變化化，，但但實實質(zhì)質(zhì)是是一一致致的的，，只只是是““細(xì)細(xì)則則””的的公公式式中中取取消消了了““規(guī)規(guī)范范””公公式式中中的的綜綜合合影影響響系系數(shù)數(shù)—該系系數(shù)數(shù)根根據(jù)據(jù)橋橋墩墩的的高高度度、、型型式式其其值值在在0.25——0.35之間間，，所所以以““規(guī)規(guī)范范””計計算算出出的的地地震震力力僅僅只只相相當(dāng)當(dāng)于于““細(xì)細(xì)則則””中中的的值值，，約約為為值值的的1/3左右（見見計算示示例）。。“規(guī)范””地震反反應(yīng)取值值之所以以這麼小小是其考考慮強震震時結(jié)構(gòu)構(gòu)進(jìn)入彈彈塑性范范圍后，，結(jié)構(gòu)的的延性將將消耗地地震的能能量（延延性—表示結(jié)構(gòu)構(gòu)從屈服服到破壞壞后期的的變形能能力或定定意為結(jié)結(jié)構(gòu)彈塑塑性變形形最大值值與屈服服極限變變形之比比），會會減弱地地震反應(yīng)應(yīng)，所以以乘以折折減系數(shù)數(shù)。但是是，它考考慮了結(jié)結(jié)構(gòu)的延延性，卻卻沒有要要求計算算結(jié)構(gòu)的的延性能能力能否否滿足延延性的需需求。墩墩頂?shù)奈晃灰剖欠穹襁^大及及塑性鉸鉸的曲率率會否過過大而導(dǎo)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)倒塌均均為未知知，這是是“89規(guī)范”的的一大缺缺陷。。。這就是說說，“細(xì)細(xì)則“頒頒發(fā)之前前所建的的橋梁遭遭遇強震震時，結(jié)結(jié)構(gòu)的安安全是沒沒有保證證的。40“細(xì)則””：兩水水平設(shè)防防、兩階階段設(shè)計計、設(shè)防防標(biāo)準(zhǔn)與與目標(biāo)匯匯