大跨度钢屋盖与底部混凝土混合结构工程分析

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截面 位置 主墩 墩底 类型 恒载内力 地震内力 恒载内力 地震内力 恒载内力 地震内力 轴向
一147332 一18629 一26170 一19483 一14201 一6704


构・
截面抗力为截面内力的80%,根据计算结果,为了减轻主墩的
弯矩一z
一188712
剪力一y 剪力一z
—14796 —26457 一1139 —13937 —739 —6498 2887 —56337 0 —1642 O 一1539
女3&女t口E&■目&№■*■¥ta
为臆变能因子’法,程序雠按照演算法计算出结构每十振
析Ⅳ响很大.在后文中加吼用违。
1 4**±*}自∞”№≈##接№置^目#*
型r的阻EM。阻尼比的计算芷吾音理对结构地霹响应分
木T程同辈≈混凝t柱相接部分一端采用弹性镑点Ⅸ, 一端采用弹性*动点座。
通过。模!一边界_弹性连接”需要手动箱^二个^向
扭矩
—5771 —69454 0 —2561 0 —2121
弯矩一Y
—33123 —484743 0 一18927 0 —16207
受力,把边墩及过渡墩也均按弹性设计,不允许上述两墩进入 塑性状态,并为主墩配置足够的箍筋,使其满足要求。 在E2地震作用下。边墩墩顶横桥向位移为59 i/lln,过渡
—321414 —16835 一169043 —5355 —610ll
【美羹目】a§#自. 中田分共号】TL399

≈*9析,&{№mE
**支Ⅲ
【女城#*日】^
1混合结构的计算方法
淮台结构现在怂I^师%常m到的种结构粪Ⅲ.它是 桁mf同材料的掏件m虚的结构体系Ⅻ砖与m凝十伲台m 成的砖混结构,钢(或托他m台扮件)々滟挺十蛆战的w混 凝±淮台结掏锕筋m碰±简体与锕框架目【成混台结构等. M鞋#蛇的站构类■是自底部泄凝t结挎和t群大跨度钢 屋盏组成的大跨度*台结构体系,过种结构由f目前目内 的一#戟忭i法整体建售分析gH I枉师《伟果崩一#简 化的计算打址,如- (I)If算提鞋±#特时r部锕R*H号虑荷鹱怍甩或 Ⅲ等代框架£授mⅨ盖∞刚Ⅸ (2)地震作用II苒中阻尼比采用单的综台mE比.如 混凝±部分最Ⅲ0 05.钢崖盖部分震州0∞.抻或取中问 值,井分别单独计算地震作用。 (3)犀盖与混援±辅接部分的主&,在单独计算钢崖盖 部分时采用月也化的&接点鹰m非采甩弹性支瞳。 “上进#简化计算A法的叠加e*无法准确E映混台 站掏的复杂动力特性。为此车Z将Ⅻ址I程实例论连如何 采jH建筑结构通用打限i分析没lI软件MIDAS/GenⅫ过蛙 件建模汁算分“来解决上述的简他nU题.
参考文献 [1]JTG/T 1302一01—2008公路桥梁抗震设计细则[s]
5抗震验算和抗震设计
根据本桥的抗震设防标准,在El地震作用下,校核结构 的应力;在E2地震作用下,校核结构的承载能力。验算结果 表明,在El地震作用下,主墩、边墩、过渡墩及桩基础均处于 弹性工作阶段,各构件应力均满足相应的允许应力;在E2地 震作用下,主墩作为结构的重要构件,按弹性设计。由于边墩 及过渡墩的墩梁连接纵桥向是自由的,地震响应中,纵桥向的 地震力全部由主墩承担,在最不利的工况下,主墩及桩基础最 不利断面的截面抗力大于截面内力。在横桥向地震中,主墩
6结论
根据以上计算结果和验算情况,可以得到以下结论。 (1)凤凰三桥主桥第一阶振型为主梁纵飘振型,周期长达
22.07
S,属于长周期,说明该桥柔度比较大。 (2)分别采用了反应谱法和时程分析法对该桥进行了地
震反应分析。分析结果表明,时程分析法的计算结果较反应 谱法的大。为确保结构的安全,按时程分析法进行抗震设计 是合理的,也是必要的。 (3)凤凰三桥主桥上部结构(主梁、吊杆及系杆)的地震 内力不控制设计,但下部结构桥墩和桩基础的地震荷载是控 制设计荷载。 (4)在E2横向地震作用下,主墩的截面抗力小于截面内 力,若把边墩和过渡墩也按弹性设计,不允许上述两墩进入塑 性状态,使上述两墩参与横向受力,同时加强主墩的箍筋配 置,主墩受力可以满足要求。 (5)在E2地震作用下,边墩及过渡墩的支座横向会剪坏, 需设置横向挡块来提供欠缺的横向抗力。
墩墩顶横桥向位移为55 mln。而上述两墩支座均为顺桥向单 向活动支座,对两支座的横向承载能力验算表明,支座的横向 剪力降超过其抗力,支座在横向会被剪坏。因此,需要设置横 向抗震挡块来提供欠缺的横向抗力;边墩墩顶顺桥向位移为
60
边墩 墩底
过渡墩 墩底
rflln,过渡墩墩顶顺桥向位移为61 mm,而上述两墩支座的
注:①轴力、剪力单位:kN;②弯矩、扭矩单位:kN・m。
顺桥向允许位移值均为150 11111"1,支座顺桥向位移满足要求。
表6、表7列出了大桥吊杆、系杆、下部结构关键截面的 恒载内力与重现期为2 000年的地震荷载内力的对比。计算 结果表明,长吊杆和系杆地震的内力值普遍比恒载内力小得 多,地震荷载对长吊杆、系杆不控制;而对于短吊杆,地震响 应所产生的索力相对较大,但经验算,均能满足要求。对于 下部结构,地震荷载则普遍比静力计算结果大许多,成为这 些构件的设计控制荷载。 根据国内外的桥梁震害资料和多座拱桥的抗震设计经 验,以及上述计算结果的对比,抗震设计主要对桥墩、桩基础 等下部结构的抗震性能进行了重点考察和验算,并采取相应 的措施。
5%。
系数为97
M振犁分析结粜日fu看出结撙士受U牛动为主,扭转教
晓T明显,Ⅱ取20阶振型的有敏质量参与系数能罅满足规
范募求
4 2
am}目ⅢEm鼻*tn谱帝折≈果的对l匕 车jI程地震葛率设胁刊度为8度.基奉地震加速度为
由f本18为£右两个塔接.中蚓没有任何连接,因m 应№摧照目2所示的范咐垃2 T0wERI与H)qEll2 m个 塔,何层寅现分塔刚性板。
为”混凝土”组,并将其甩尼比设置为0 05。同架&幕墙为 俐结构部分,在程序中设置为钢结构’组,井将J}mE比设 霄为0 02在定义反应谱]|况时,将日E【匕的计算方法选择
的系数.直接影响地罐作用lr算的太小,m影响该系数^小
的主要有口个值,即结构的fl振周期r,地震影响系数最大 恤n~特Ⅱ周期t.“&镕椅lI勺mE&“ 冉了反应满自数H厦槔据”应变能因子”法计算出的结 椅各振!mM}匕.能够计算出锚拇枉锥个振女F的地震影响 系数口"丧3。
4整体分析计算结果
^1月自目掘■p*#£
采用特征值H量法进行特征值分析.据■教取20阶
前6阶振!的周期见表2
月月
(*) 0 9317 0 8197
0 7441
,自十自Ⅲf
{%)
n0666
131】%
93
58∞
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目3”^月目t^“女ni*HmTi∞≈±&日 3 2;#¨女m

fⅪ有效质愤蜜与系数为93 8%y向的有效质最毒’
^3^*±#9々自Ai“#%i&^^%£
一(Rs)
H¨H1 Ⅳ“i5)
ryf阱)
HfR5) ⅣfRSl ry(Rs) nf HSl ry(Rs) nf Rsl
“(nSl
通过“结粜一分析玷军表协一弹性莲接.选掸包络I 况,查看盘《内力见寝5:提取饿内力。IⅢj:点庄节点的设 汁. ^4^*i*》S自A盖相挂《i座滑#§算
的位移剐度々二个方向的旋转崩度米实现。车I程支座刚 度输^Ⅲ表I(单慢:kN/n“).表中SDx为器弹性矗接单元 ±标轴,方向的位移剐鹰。s脚,s№同理。SRx为绕弹惟连 接单m坐钎轴,的转动刚度,SR7.SRz同理。s队SRy. SRz丧中女给出均~0
m n
3856 3691
【}{1:77 n 0 0
大跨度钢屋盖与底部混凝土混合结构工程分析
孟宪亮1.邹国萍2
(】中问建筑丙南设订研究院卉职公叫,蚪川成部61003
2中国中铁二院工程集团有限责任公司.四川成都61003
l埔要】对扁**zii8自j郜*女跨度自座盖#抽∞&}镕构%¥”*#连¨5*算f*≈”
7☆*。日tIn矣“**T№T£自i≈≈*#日*m》析∞}女:目mT采月单一mE&自采月&£ nmE}匕T#*∞№震自&.*E T±*^跨度目&ij^t±相#n#*置座自攫#^滑耪B算i女杆 女T^跨度日Ⅲ1b&*^t±n§#∞£镕口*n**挂¥H≈

3整体分析的t要参数设置
3 I
带有ETin%∞§40* 奉I&的地F室抗恻力H4废报^H k体对№下审的约
束作川较太.故不苛虑用崮i倬的弹忭作朋.I体”&F{允
m,网架々泄撮±住相接处,一端采用弹性铰
[#*}£】2009—06—05
主座,一精采用弹性滑动支座。考虐到m个塔搂纵向均为单 %框集在纵向郫升魁凝±框架间议置丁钢筋程蕞±变X支 m“青蛙地提供抗翻晰度,见圈I、刚2,
目I*R{j}*M1D㈣±*十*H■
皇震嗣曩—硼嘲
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2工程概况
“新建的北京n火车站主站噼为制。奉I程地卜一层
硒群地下两层.№±为日十塔楼,分别为6层的钢筋馄凝土 椎絮结构.粱的最大外艟K鹰为5 6 m自f地下亳蛴丹跨 度较^.“驶t目部分掏件外挑长艘过太.故部分辩采用r 地应力结构。艟盏为m层钢阿颦结拇.横f6I蹄《为48 m,m 向跨崖为66
(上接第215页)
表7支座节点相对位移输出 塔号
TI Tl Tl Tl
5结论
层间位移比
i 5£tn自^■口(k、I
将采甩基于应变能的阻E&与综☆m皑M计算出的结 掏备周期下的地震影响系数做成曲线见田4。
谣嗡 燃噤 ∥p
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目l &i*口EE自#}ⅡEm*■.々^tⅣ自i^Hn
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itt^目H&##口C嗍
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Ⅳ¨b1
从目4十一『“看出.针对f本T程.采用综合阻尼比计 算的地震影响系数在长周期的振尉中与嘘变能阻尼比计算 结鼎蓦年一赣.而在短局新的撮掣中综音脚尼&计算前地 震影响系教偏小,这样.妇果采用综台阻尼比去对短瑚期的 振型地震作用的计算估tf太小造成地震作用“算的谩蕞。 所“基干应变能if算&的备振!Ⅲ尼比不仉卫能够用f鞍 准确的lf苒结构的地震作Ⅲ,mⅡ也给果媚综合m尼比计算 地震作川提供r参考和依据。
i 4*☆目E&T∞*l∞■it口



表6,H寝中可m看m最太位移发生在9号支座.DeImy=
28 97
t帅.m支座的晟太滑移动盼直为30 mm+满2要求。
4.5*i部》&¥自压住#&镕£ a过”结果一分析结举表格,层”可“☆看到与层相关 的所有结*包括层剪蘑&.层ft移&,层间“穆m.层削度
比.层剪力比等.表7为输出的层位穆角及层拉咎m,
3 3

2#.多堪地最F地Z影响彖散最大恤o。.:0 16.场№类
35
别为Ⅱ类.没计地震丹鲥为第一m.特征周期L=0
s.阻
nmE}匕∞≈zAm尼m*算}女H{转 地下宣与Towerl.Tower2~混凝±部分,枉程序中殴置
尼比束州肇T成变能计算的各振■目【尼比.计算结粜魁裘3, 振掣升解反应浯法¨*地震作用中,厦应谱函数的横轴代表 结构的自振周期r,纵轴代表地攫影响系数a.这是一个重要
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四川建筑第29卷2009 09

若采用单一的综台mE№,取练台阻E比f=01135,也 可计算出综台阻E&T的结构辑*■F的№震影响系数见 表4。
[&穑E№、i£亮.月,¥¨,理H,结#口1{I{a
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四川建筑第29卷2009
09
仑嵌阿(幽3)盘bilDAS‘E∞i对地T审的周口F点进fr自 m崖的约束.H口纳啦周月节点的X、Y向f自.“Ⅱ绕z轴的旋 转自自座。洒d“模型叶边界一般弹性土承”,然后毽杵要 约束的#点,丑勾选要约束的自由废如果某gI程需要考 l£周边十体的弹悱约束作用时.可“通过“模型一边界一节点 弹性主承宴Ⅲ,需要手动辅^节点的弹性刚度。
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通过“结单一分析结泉表格一位移填写要查看位移的
A点.井选撵Ⅱm潜].况ry(RS).能够矗看到设I况下立座
节点的位移.№虑得到的此位穆是绝对f々移,通过EXCEl表
情.做一个小的后处弹程序计算出女席节点的*对恃移Ⅱ
四川建筑第29卷2009 09
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表7下部结构关键截面恒载内力与地震内力对比
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