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土木工程本科教程工程结构抗震与防灾工程结构抗震工程结构抗震与防灾多媒体课件东南大学土木工程学院工程结构抗震与防灾课题组Tel: 83794253教材：工程结构抗震与防灾,李爱群、高振世等编,东南大学出版社,2003参考书：李爱群主编，《土木工程抗震设计》，中国建筑工业出版社；高振世等，《建筑结构抗震设计》，中国建筑工业出版社；韦定国等，《工程结构抗震》，地震出版社。
学习指导1. 仔细听讲，以课堂讲授内容为主，抓住脉络，再认真看书，看懂看透。
2. 先看例题，再独立完成作业；习题集作业尽量做完；每章讲完随后做完习题。
3. 课程重点：第1，2，3章难点：第2章地球灾害z地质灾害（地震，火山爆发，山崩，滑坡，泥石流，地表塌陷，地面沉降）z水灾害（雪崩，冰崩，海啸，潮汐海浪，地下潜流）z气象灾害（洪涝，旱灾，风灾，雪灾，冰雹，霜冻，雷电，酸雨）z火灾害俄罗斯友谊大学火灾图片湖南衡阳火灾发生塌楼事故湖南衡阳火灾中坍塌的大楼四川达州被洪水围困被洪水淹没的城市洪水：请给我一个温馨的家洪水中的父子地震灾害是群灾之首，它具有突发性和不可预测性，以及频度较高，并产生严重次生灾害，对社会也会产生很大影响等特点。
死亡24人，经济损失94亿美元。
唐山大地震1976年7月28日3时42分54秒，在河北省唐山、丰南一带（东经118.0度，北纬39.4度），发生了7.8级强烈地震，震中区烈度11度。
地震波及天津市和北京市。
这次地震发生在工矿企业集中、人口稠密的城市，极震区内工矿设施大部分毁坏，主要表现为厂房屋顶塌落，围护墙多数倒塌，高层建筑和一般民房几乎全部坍塌。
震区内普遍发生铁路路基下沉，铁轨弯曲变形；公路路面开裂；桥墩错动、倾倒，梁体移动及坠落等。
但是地下矿井的破坏比地面建筑轻得多。
150万人口中死亡24万，伤16万；直接经济损失100亿元，震后重建费用100亿元。
5.4 桥梁抗震延性设计
一、概述
桥梁延性设计的重点将放在避免桥梁墩台破坏和提高其延性性能方面。
根据震害事例分析：
高柔的桥墩以弯曲型破坏为主，
矮粗的桥墩以剪切型破坏为主，
刚度介于两者之间的多为混合型破坏。
桥墩常见的破坏部位及其破坏形式为：（1）承台与桩的连接处；
（2）墩身与基础的连接处；
（3）墩身在靠近地面处断裂；
（4）墩身在中部开裂、破坏；
（5）墩帽与墩身连接处。
整体延性系数有时是由局部延性系数所决定。
屈服后位弹塑性位移的增加主要依靠塑性铰的转动。
截面延性系数和结构延性系数关系取决于结构构件的几何特性和塑性铰的位置。
开裂截面抗弯惯性矩
•为当受拉钢筋屈服时开裂截面的抗弯惯性矩:
()[]{}N s s gr cr I I µρρ205.02051.01221.0−+++=cr I gr I 为毛截面的抗弯惯性矩;N µ为柱截面轴压比
;
s ρ为纵向钢筋配筋率
三、桥梁抗震的延性设计方法
1、分析方法
最有效的方法是振型分析（反应谱方法）。
除了应用于弹性响应计算外，也应用于非弹性响应计算。
即基于弹性反应谱的近似振型分析方法。
用较软和高阻尼的“替代结构“进行弹性振型分析的设计方法，即通过改变频率和增加阻尼值可用弹性反应谱方法弥补非弹性性能。
近似振型分析方法步骤用弹性反应谱的近似振型分析方法的步骤如下：
1）确定桥梁结构的振型和频率；从位移反应谱确定最大振型位移；
2）计算每一振型下的单元应变；采用振型组合方法（CQC,SRSS）计算单元的最大应变，结合单元的屈服应变给出单元的延性系数；
3）根据延性求出单元的等效线性刚度何等效阻尼；重新求解振型和频率；
4）计算结构反应所需最终值
2、评价桥梁结构构件承载力或延性状态
桥梁抗震设计分析结果通常要与结构构件强度或延性能力进行比较
使设计地震作用下的变形（强度）要求小于相应状态（正常使用极限状态和最终极限状态）的可以接受值。
桥梁结构的构件（特别是墩，台）应该设计成剪切能力超过设计弯矩引起的剪力
墩、台要有足够约束箍筋以确保有充足的弯曲性能
3、塑性铰部位的设计选择和延性能力设计
由于桥墩的结构形式和地质条件的不同，在承受较大地震作用时，桥墩上可能出现塑性铰的部位往往会不同。
根据结构特点和塑性铰出现部位的可视性与可修复性的不同，对允许的水平位移要有一定的限制。
塑性铰不希望它出现在桥梁的上部结构和基础结构的土层以下部分，而是出现在桥墩上。
3、塑性铰部位的设计选择和延性能力设计
（续）
对于结构形式和抗震性能较好的桥墩以及产生塑性铰区可视性和可修复性较好的桥墩，设计完全延性（3≥μ≥1.5）；
结构形式较差和产生塑性铰的可视性与可修复性较差的结构如桥台等，则应按弹性或基本弹性（1.5≥μ≥1）设计。
