日本钢桥抗震补强概略设计
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日本的抗震设计1第一篇:日本的抗震设计1日本的抗震设计我们的邻国日本是一个地震多发的国家,每年发生有感地震约1000多次,全球10%的地震均发生在日本及其周边地区。
近年来,日本不断加大城市防震减灾的新技术开发,探索城市综合减灾的新思路。
不仅如此,日本在建筑抗震、防火等安全性方面的规定复杂而严格。
1.刚性结构提高建筑物的抗震性能在日本许多高层公寓开始销售不久即告罄。
一个重要因素是这些高层公寓多半与高层写字楼作了同等水平的抗震设计。
一座号称日本最高的公寓,使用了与美国纽约世界贸易中心相同的钢管,确保了抗震强度。
这种钢管的直径最大达800毫米,厚度达40毫米,而且钢管中还注入了比通常混凝土强度高3倍的高强度混凝土,该公寓共使用这种钢管168根。
另外,该公寓还使用了刚性结构抗震体。
通常高层公寓柔性结构为主流,靠整个建筑来减弱地震引起的摇动,但在强风刮过来时,楼的结构也会发生一定的摇动。
采取了刚性结构后,摇动大大降低。
如遇阪神大地震级别的地震发生时,柔性结构的建筑一般要摇动1米左右,而刚性结构建筑只摇动30厘米。
2.使用橡胶提高建筑物的抗震性能在日本东京一座免震结构公寓高达93米,建筑物的外围使用了新研制的高强度16积层橡胶,建筑物的中央部分使用了天然橡胶系统的积层橡胶。
这样,在裂度为6的地震发生时,就可将建筑物的受力减少至二分之一。
一种超高层楼房用抗震装置,使用的是类似橡胶的黏弹性体,该装置可将强风造成的摇动减轻40%,同时也可提高抗震能力。
3.“局部浮力”的抗震系统近日日本开发了一种名为“局部浮力”的抗震系统,即在传统抗震构造基础上借助于水的浮力支撑整个建筑物。
据日本媒体报道,普通抗震结构把建筑物的上层结构与地基分离开,以中间加入橡胶夹层和阻尼器的方式支撑建筑物。
相比之下,“局部浮力”系统在上层结构与地基之间设置贮水槽,建筑物受到水的浮力支撑。
水的浮力承担建筑物大约一半重量,既减轻了地基的承重负荷,又可以把隔震橡胶小型化,降低支撑构造部分的刚性,从而提高与地基间的绝缘性。
日本铁路桥梁的抗震设计方法黄坚;盛黎明【摘要】简要介绍近年来日本铁路桥梁的抗震规范和抗震设计方法,并对三个阶段抗震设计中的一些重要概念通过实例进行解释,以桥墩为例介绍抗震"性能设计法"的应用以及设计过程参数的选用.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2008(000)010【总页数】5页(P18-22)【关键词】铁路桥梁;抗震设计;日本【作者】黄坚;盛黎明【作者单位】斯达纳株式会社;铁道部工程管理中心,北京,100844【正文语种】中文【中图分类】U442.5+51 概述近几年,全球发生了许多次大地震,而一旦大地震发生在经济发达的地区,将造成非常惨重的生命财产损失。
随着经济的高速发展,城市间对交通线的依赖性越来越强,当地震使交通线遭到破坏,可能导致的生命财产以及间接经济损失也将会越来越巨大。
比如,在阪神大地震中,东海道新干线由于桥梁的修补和再建,终断运营90 d,几乎切断了大城市间的经济命脉。
几次大地震一再证明了桥梁工程破坏的严重后果,也一再证明了桥梁工程抗震研究的重要性。
随着全社会对地震危害性认识的不断提高,国家标准《中国地震动参数区划图》(GB18360—2001)于2001年8月1日正式实施。
1999年始铁道部组织对国家标准《铁路工程抗震设计规范》(GBJ111—87)进行全面修订,以标准号GB50111—2006于2006年12月颁发执行。
日本处在多震地区,较早对地震、地震对结构物的影响、设防措施以及灾后修复进行了研究,并逐渐完善形成系统设计技术和方法。
1995年日本阪神大地震发生之后,基于对地震震害的重新认识,日本等国对桥梁抗震研究掀起了一个高潮,1996年和1999年,日本分别对公路桥梁和铁路桥梁抗震规范进行了大幅度的修订,新修订的抗震规范引入了基于性能的抗震思想,采用3级设防,2级抗震设计的方法。
本文着重介绍近年来日本铁路桥梁的抗震规范和抗震设计方法,并对抗震设计中的一些重要概念通过实例进行解释。
从日本地震看桥梁抗震设计刘军【摘要】将中日桥梁抗震设计规范进行了简单的比较,并介绍了地震对桥梁的破坏和桥梁加固的方法,从而促使桥梁工程界的专家们能够运用更多的新技术、新材料提高桥梁的抗震防灾能力,将人民群众的生命和财产损伤降到最低。
%This paper have comparison of bridge seismic design code in China and Japan, and produce bridge failure and reinforcement method caused by earthquake, hope to using more and more new technique and new material improve ability of bridge earthquake disaster, decresed loss of life and wealth with people.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2011(037)026【总页数】2页(P197-198)【关键词】桥梁;抗震;加固方法;抗震规范【作者】刘军【作者单位】山西省朔州路桥建设集团有限公司,山西朔州036002【正文语种】中文【中图分类】U442.551 概述2011年3月11日13时46分(北京时间13时46分)发生在西太平洋国际海域的里氏9.0级地震,震中位于北纬38.1°,东经142.6°,震源深度约20 km。
日本气象厅随即发布了海啸警报称地震将引发约6 m高海啸,后修正为10 m。
根据后续研究表明海啸最高达到23 m。
日本防卫省12日称,离震中较近的福岛县南相马市约1800户人家遭受毁灭性打击,遇难者恐超千人。
灾区很多房屋在地震中倒塌烧毁,还有一些被海啸冲走,损失惨重。
有关人士表示日本地震的破坏力相当于20多个汶川地震。
自2010年以来,全球地震灾害不断。
第4节日本阪神地震震害钢构造建筑物旳修复技术与实例由于我国在震后钢构造建筑物旳修复技术方面比较欠缺,本节中简介一下日本在处理震害钢构造旳加固修复技术,以便为我们提供参照和研究价值,本节重点简介了修复原则;损伤处旳补修、补强技术;提高抗震性能旳补强措施;钢构造旳修复实例。
本节中修复工程旳构造形式重要为冷弯方形钢管柱,H型钢梁,节点为带悬臂旳加强板形式。
4.1修复原则修复工程分两类,恢复原构造性能旳补修工程和提高原构造性能旳补强工程。
补修原则(1)恢复原状(2)消除裂纹、失稳等损伤痕迹,屈服部不作为补修对象。
但当切除损伤部时应尽量将屈服部一起除去补强原则(1)在合适地增强刚度、承载力旳同步,选择吸取变形能量很好旳方案。
(2)应考虑建筑物随年代推移旳劣化和补强过程中对建筑物旳损伤。
(3)以尽量减轻建筑物旳重量为目旳。
在修复工程中为以便施工,应考虑如下施工条件设计构件、细部和节点(1)与否轻易拆除、吊装、运送,组装。
(2)施工时旳防火与安全性。
(3)防止损伤处以外旳强度、刚度旳下降。
(4)保证良好旳质量。
4.2损伤处旳补修、补强技术图4-l体现了钢构造建筑物旳地震破坏旳重要类型及其符号。
图中旳C1,J2,B2等体现柱、柱粱节点、梁旳损伤类型。
如Jl、J2分别体现粱上下翼缘焊接处旳断裂。
图4-2~图4-6体现对不同样损坏状况所采用旳补修、补强技术。
图4-2是柱子断裂旳补强、补修措施。
首先设置抵御建筑物垂直荷载和水平荷载旳临时支撑,切除柱子旳损伤部分,插入比原板厚旳新构件,然后实行焊接。
考虑到上下柱子轴线旳错位并以便平焊或横焊,采用了在插人材上下加垫板形式和在内部加顶板形式旳两种措施。
图4-3是当上下翼缘断裂时进行修复旳次序。
对上翼缘,先进行刨槽处理然后进行焊接,对下翼缘,先切除断裂处,打坡口,设置垫板后再进行焊接。
也可用三角肋在翼缘旳两侧焊接进行补强。
图4-4中旳措施是用全新旳托座替代损坏严重旳托座,新托座旳尺寸及孔洞位置完全按原尺寸进行设计,此时需要对楼板錾凿,对梁设置临时支撑。
日本钢制桥墩简述摘要:我国近年来经济发展迅速,国民收入快速增长,汽车走进了普通百姓家庭。
但与汽车快速普及相比,城市道路发展相对滞后,交通压力越来越大,一些大城市陆续开始建设高架快速交通,增加城市道路。
根据以往的经验和我国国情,桥墩几乎都是选用混凝土桥墩,并在我们的道路建设实际工程中大量应用,但是城市道路本身的特点对混凝土桥墩也提出很多制约。
关键词:日本;钢制桥墩;设计Abstract: In recent years, for the rapid economic development and the growth of national income, car enters into the ordinary family. However, compared with cars rapid spread, the urban road development is relatively slow, bringing more and more pressure for traffic. In some of the big cities, there has started to build elevated fast traffic to increase the urban roads. Based on the past experience and the actual situation in China, concrete bridge pier is almost the first choice for pier, and has been widely applied in in practical engineering. However, the characteristics of urban road itself leas many constraints of concrete bridge pier.Keywords: Japan; steel pier; design中图分类号: U448.36文献标识码:A文章编号:我们的邻国日本在城市道路建设上,为应对城市道路狭窄,周边建筑物情况复杂,对施工工期和对道路交通影响要求严格,日本地震频发的不利因素,广泛采用钢制桥墩,工厂预制化程度高,施工上进度大为加快。
日本单跨门式刚架桥的抗震设计摘要:简要介绍日本单跨门式刚架桥的特点,通过抗震性能,解析方法,解析步骤,设计水平震度,地震土压系数等几方面对抗震设计进行了阐述。
最后介绍了单跨门式刚架桥的适用条件。
关键词:门式刚架桥;日本;抗震设计方法;Pushover解析中图分类号:TU99 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2011)09-0043-020 引言近几年,日本桥梁建设业越来越重视在设计阶段就充分考虑桥梁的耐久性,抗震性,经济性和日后维修管理的问题。
在此背景下,日本土木研究所等研究机构一直以来对可缩减成本的合理化桥梁的构造形式进行广泛而深入地研究。
在研究结果之中证明,门型刚架桥是一种具有优良的耐久,抗震性能,又能减低造价成本,易于维护管理的桥梁形式。
近几年日本门型刚架桥工程实例越来越多。
本文将主要对单跨门式刚架桥抗震设计进行介绍。
1 单跨门式刚架桥的特点单跨门式刚架桥是桥台背面承受土压力,桥梁上部结构和下部结构刚结在一起,省略支承和伸缩装置的单跨径框架桥梁形式。
上部构造又分为混凝土,预应力混凝土和钢构造。
1.1 优点抗震性能优良:与单纯简支结构相比,因上部构造和下部构造刚结,地震时的下部构造变形被上部构造约束,产生的变形和断面力非常小。
即使构造中的一部达到屈服状态,但应力重新再分配仍可保持足够的抗力。
另外,因单跨门式刚架桥不使用支承装置,上部构造不会从桥台上脱落。
降低造价成本:在日本,具有高抗震性能的支承建设成本一般占上部构造总成本的10%以上。
因单跨门式刚架桥不使用支承,以及桥头伸缩缝装置和落桥防止装置,因此总体成本大幅度降低。
维修管理容易:一般桥梁的支座,伸缩缝装置都需要定期维护,又需要一定的费用。
而对于单跨门式刚架桥却不需要对支座,伸缩缝装置的维护。
在寒冷地区也不必担心冬季的融雪剂对支承,伸缩装置的腐蚀。
跨中截面减小:由于上,下部构造之间采用刚结,在竖向荷载作用下,上部构造端部将产生负弯矩,从而减小了跨中的正弯矩,跨中截面尺寸可相应减小。
浅谈日本提高钢筋混凝土桥脚耐震整体性的构造细目由于日本国地处地震带,地震频发,为了提高钢筋混凝土桥脚耐震整体性,在桥脚构造的细目中有很多规定是必须遵守的。
一.首先,竖直方向的主铁筋的搭接位置为了确保桥脚地震时自身的水平耐力,在桥脚塑形化产生的领域内,原则上不能设置搭接。
由于钢筋混凝土桥脚产生塑形铰的断面,即塑形化产生的领域内,保护层混凝土的剥落使得竖直主铁筋有露出的情况,为确保地震时整体性,在塑形铰长的4倍区间内,竖直主铁筋原则上不能设置搭接。
塑形铰长Lp 的计算如下公式所示Lp = 0.2h-0.1D ( 0.1D < Lp < 0.5D )其中D: 断面高度h:桥脚柱根部到作用力的作用位置桥轴方向和桥轴直角方向塑形铰长不同的情况下,以塑性铰长的一方的值使用。
二.其次,箍筋和中间箍筋的配置为了抑制竖直方向主铁筋的座屈及提高内部混凝土的拘束效果,箍筋和中间箍筋的形式和间隔要按以下规定设置。
1.箍筋使用直径13mm以上的螺纹铁筋。
2.箍筋的间隔,在塑形区域内,箍筋的间隔在150mm以下,在弹性范围内,为抑制竖直主筋的座屈,箍筋的最大间隔为300mm。
箍筋间隔在高度方向有变化的时,要过渡缓和的变化,不能有间隔突变的情况。
3.由于箍筋的作用是防止主筋座屈,加强混凝土横拘束效果,剪切补强,箍筋的形式也要根据这几个目的来设置。
(1)箍筋的端部有设置弯钩,弯钩的弯曲半径是箍筋的2.5倍。
弯钩的形式分为a.半圆形弯钩,长度为箍筋直径的8倍或120mm中取大值。
b.锐角形弯钩,长度为箍筋直径的10倍。
c.直角形弯钩,长度为箍筋直径的12倍。
(2)箍筋的搭接位置要错开,相邻的箍筋的搭接位置要串花配置,不能在同一位置。
搭接端部有直角弯钩,以获得安定的拘束效果,搭接处有中间箍筋的弯钩搭在上面。
如下图所示有直角弯钩的箍筋的定着例(3)箍筋的搭接长度,是箍筋径的40倍以上的长度,但不包括矩形断面的隅角部。
矩形断面的隅角部的箍筋结合处,半圆形弯钩或锐角形弯钩直接挂在竖直主筋上,没有搭接长。
日本桥梁抗震设计规范一、引言近十年来,世界相继发生了多次重大地震,1989年美国 Loma Prieta地震(M7.0)、1994年美国Northridge地震(M6.7)、1995年日本阪神地震(M7.2)、1999年土耳其伊比米特地震(M7.4)、1999年台湾集集地震(M7.6)等等。
因此,专家们预测全球已进入一个新的地震活跃期。
随着现代化城市人口的大量聚集和经济的高速发展,地震造成的损失越来越大。
地震灾害不仅是大量地面构筑物和各种设施的破坏和倒塌,而且次生灾害中因交通及其他设施的毁坏造成的间接经济损失也十分巨大。
以1995年日本版神地震为例,地震造成大量高速公路及高速铁路桥隧的毁坏,经济总损失高达1000亿美元。
近几次大地震造成的大量桥梁的破坏给了全世界桥梁抗震工作者惨痛的经验教训。
各国研究机构纷纷重新对本国桥梁抗震规范进行反思,并进行了一系列的修订工作。
日本1995年阪神地震后,对结构抗震的基本问题重新进行了大量的研究,并十分重视减振、耗能技术在结构抗震设计中的应用。
桥梁、道路方面的抗震设计规范已经重新编写,并于1996年颁布实施。
美国也相继在联邦公路局(FHWA)和加州交通部(CALTRANS)等的资助下开展了一系列的与桥梁抗震设计规范修订有关的研究工作,已经完成了ATC-18,ATC-32T和ATC-40等研究报告和技术指南。
与旧规范相比,新规范或指南无论在设计思想,设计手法、设计程序和构造细节上都有很大的变化和深入。
中国现行《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)在80年代中期开始修订,于1989年正式发行。
随着中国如年代经济起飞,交通事业迅猛发展,特别是高速公路兴建、跨越大江,大河的大跨桥梁、大型立交工程以及城市中大量高架桥的兴建,规范已大大不能适应。
但是目前所有国内的桥梁设计,对抗震设计均在设计书上标明的参照规范即是《公路工程抗震设计规范》和《铁道工程抗震设计规范》。
与国外如日本、美国的同类规范相比,中国现行《公路工程抗震设计规范》水准远落后于国外同类规范。
日本建筑抗震技术设计及发展摘要:日本每年发生有感地震约1000多次,其中6级以上的地震每年至少发生1次。
频繁的地震灾害使日本的抗震技术快速发展、完善,并形成了比较完整的技术体系。
本文将介绍日本建筑抗震技术体系的各个方面,希望能为同样是地震重灾国的我国,提供借鉴,引起更多研究者的思考。
0引言据我国国家地震台网测定,北京时间2011年1月3日4时20分,在智利中部发生7.1级地震。
这是距离我们最近的一次大地震。
地震一直是伴随着人类文明发展的重大自然灾害之一。
日本是世界公认的地震重灾国,每年发生有感地震约1000多次,全球10%的地震均发生在日本及其周边地区。
其中6级以上的地震每年至少发生1次。
[1]如图1、2所示。
然而,频繁的地震灾害,却使日本的抗震技术快速发展、完善,并形成了比较完整的技术体系。
自1998年至2007年,日本共发生震级为6.0以上的地震199次,约占全球同等规模地震总数961的20.7%左右,但由其导致的灾害死亡人数仅占世界的9%(中国却占约30%)。
由此可见,日本抗震技术体系的先进与完善。
图1 全球地震分布图2 日本周边发生过的地震1.日本的地理概况日本位于亚欧大陆东端,陆地面积377880平方公里。
由于日本列岛正好位于亚欧板块与太平洋板块交界处,按照地质板块学说,太平洋板块比较薄,密度比较大,而位置相对低一些。
当太平洋板块向西呈水平移动时,它就会俯冲到相邻的亚欧板块之下。
于是,当亚欧板块与太平洋板块发生碰撞、挤压时,两大板块交界处的岩层便出现变形、断裂等运动,从而产生火山爆发、地震等。
2.日本建筑抗震发展历史由于日本地震多发,很早日本就对建筑的抗震性能进行研究。
早在一百多年前,1891年浓尾大地震砖结构建筑被毁严重时,就开始探讨采取什么措施,来抵御地震破坏。
20世纪初,日本学者大森房吉提出近似分析地震动影响的静力计算法。
日本从美国引进钢结构和钢筋混凝土结构技术后,不久,日本的钢结构建筑创始人、东京大学教授佐野利器于1914年发表了《家屋抗震结构论》。