抗震细则-中墩抗震计算书.doc

桥-中墩墩柱抗震验算
一． 桥梁概况：
桥梁上部结构为简支梁，下接墩柱盖梁，盖梁高1.5米，墩柱高度分别为1.639米和1.5米高，柱径1.3米，采用C35钢筋混凝土。下接1.5米钻孔灌注桩。

二． 计算依据
（1） 《公路桥梁抗震设计细则》JTG/T B02-01-2008

三． 计算参数：
（1） 主梁模拟为整体梯形断面，保证竖向刚度与实际相符，考虑横梁、主梁腹板变宽等因素，自重系数乘1.2
（2） 二期恒载=(1656+1325+1000)/61=62.3 (KN/m)
全桥沥青混凝土铺装69方，1656(KN)
全桥混凝土铺装53方，1325(KN)
护栏灯座混凝土40方，1000(KN)
盖梁集中力作用在墩顶。1个盖梁混凝土35方，875(KN)
（3） 中墩柱计算高度采用自身高度与盖梁高度合计值，即H=1.65+1.5=3.15米
（4） 计算桩长取10米，桩底采用固结，桩侧设置土弹簧。
（5） 中墩T梁采用GJZ250*350*52支座，其中橡胶层厚40mm，单个支座抗剪刚度：0.25*0.35*e6/0.04=2.188e6(N*m)；
中墩空心板采用GYZ200*42支座，其中橡胶层厚30mm，单个支座抗剪刚度：pi*0.1*0.1*e6/0.03=1.047e6(N*m)；
一个中墩处支座水平约束刚度合计：2.188e6*8+1.047e6*18=3.635e7(N*m)= 3.635e4 (kN*m)
一个边盖梁处支座水平约束刚度合计： 1.047e6*18=1.885e7(N*m)= 1.885e4 (kN*m)

四． E1作用下的地震组合强度计算
（1） 计算采用midas-civil-2011梁单元模拟，见下图，结构基本周期T=0.7014秒,为面内竖向一阶震形

（2） E1设计反应谱推导

（3） E1作用下的地震组合强度计算
上部结构传至墩柱恒载轴力2770 KN
E1地震水平力：2770*0.0883=245 KN
地震力水平向柱底弯矩245*3.15=772 KN.m

E1地震水平力作用下，墩柱强度验算见上图，满足强度要求。

五． E2作用下的弹塑性位移计算
（1） 墩柱M-曲线见下图

受拉钢筋首次屈服特征点（，）, =2728 KN*m, =0.00213 (rad/m)
墩柱等效刚度：＝/=2728/0.00213=1.28e6 (KN*m2)
墩柱全截面刚度==3.1415926*1.3^4/64*3.15e7=4.416 e6 (KN*m2)
开裂后刚度折减率=/=0.29

最大容许转角θu
Rad
0.00543
截面屈服曲率φy
1/m
0.00571
截面极限曲率φu
1/m
0.02939
延性安全系数K

2
等效塑性铰长度Lp
cm
45.836
Lp1
cm
45.836
Lp2
cm
86.666667
铰截面距离反弯点长度H
cm
315
截面短边尺寸或直径b
cm
130
纵筋抗拉强度标准值fy
MP
335
纵筋直径ds
cm
2.8
单柱墩容许位移
cm
3.47

（2） 墩柱采用折减后刚度，结构水平基本周期T=0.7016秒

（3） E2设计反应谱推导

（4） E2作用下每个柱顶地震水平力：2770*0.2598 =719 KN
地震水平力分别作用在4个刚度折减后的柱顶，顺桥向位移＝1.79cm

考虑结构周期的调整系数C=1
＝c＝1.79cm < =3.47cm，满足要求

六． 能力保护构件计算

墩柱箍筋按照直径10mm钢筋，两箍并置，间距10cm核算。

延性剪力设计值Vco
KN
863
顺桥向墩柱下端弯矩Mxzc
KN.m
2265
墩柱长度Hn
m
3.15
正截面抗弯超强系数φ0

1.2

斜截面抗剪强度V
KN
1078.965
混凝土抗压强度标准值fc'
MP
23.4
箍筋提供抗剪能力Vs
KN
1144
核心混凝土提供抗剪能力Vs
KN
126
核心混凝土面积Ae
cm2
11309.72
同一截面箍筋总面积Ak
cm2
3.1415926
箍筋间距Sk
cm
10
箍筋抗拉强度设计值fyh
MP
280
计算方向墩柱宽度b
cm
130
垂直计算方向墩柱宽度b'
cm
130
抗剪强度折减系数φ

0.85

延性剪力设计值Vco < 斜截面抗剪强度V，满足要求.

七． 延性配筋构造要求

墩柱箍筋按照直径10mm钢筋，两箍并置，间距10cm核算,配筋率为0.004.

潜在塑性铰箍筋最小体积含筋率

0.0032

轴压比

0.130
最不利轴向力
KN
2770.000
截面面积
m2
1.327
轴心抗压强度设计值
KN/m2
16100.000

纵向配筋率

0.010
混凝土抗压强度标准值fc'
KN/m2
23400.000
箍筋抗拉强度标准值fkh
KN/m2
335000.000

=0.0032 < 0.004满足要求
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