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1、目前国内外主要桥梁抗震设计 方法 地震反应分析方法的发展 第一种划分 1. 静力分析 2. 反应谱 3. 动力分析 第二种划分 1. 基于承载力设计方法 2. 基于承载力和构造保证延性的设计方法 3. 基于损伤和能量的设计方法 4. 能力设计方法 5. 基于性能/位移设计方法 一 静力分析 该理论认为：结构物所受到的地震作用，可以简化为作 用于结构的等效水平静力P，该等效水平静力的大小与 地震动的最大水平加速度有关。其大小等于结构重力荷 载W乘以地震系数k，即： 此理论创立时，一般认为结构是刚性的，故结构上任何 一点的振动加速度均等于地震动加速度，结构上各部位 单位质量所受到的地震力是相等的。
2、 地震反应谱是一组具有相同阻尼、不同自 振周期的单质点体系在地震动时频反应谱 分析方法的初步研究作用下的最大反应， 并按照周期的大小顺序排列起来按照这种 方法可以对多条地震记录进行计算并且获 得相应的反应谱，对一定数量这样的谱进 行统计分析，给出有统计意义的设计反应 谱。 反应谱分析 反应谱理论考虑了结构动力特性与地震动特性之间的 动力关系，通过反应谱来计算由结构动力特性(自振 周期、振型和阻尼)所产生的共振效应。地震时结构 所受到的最大水平基底剪力，即总水平地震作用为： 式中：k为地震系数，（T)=S(T)a为加速度反应 谱s(T)与地震动最火加速度a的比值，表示地震时结 构振动加速度的放大
3、倍数。 理论的完善 1. 重视结构延性 2. 机振动理论的应用 3. 地条件的考虑 局限性 1. 伪动力理论。 2. 强震作用下结构体系反应往往超出弹性范围，此 时反应谱方法就不再适用了。 3. 不能给出结构地震反应的全过程，更不能给出地 震过程巾各构件进入弹塑性变形阶段内力和变形 状态，无法找出结构的薄弱环节 4. 实际状态中的应用于现有研究现状的脱节 动力分析 动力设计理论是通过计算获得地震过程中结 构反应随时间的变化的过程一时间历程(time history)，即采用时程分析法。时程分析 方法是通过输入地震波，直接计算结构的地 震反应的分析方法。 动力理论不但考虑了地震动的持时，还更进
4、一步地考虑了地震动过程中反应谱所不能概 括的其它特性。 动力理论其主要具有如下特点： 1. 输入地震动参数需要给出符合场地情况、具有概率含意的加速 度过程X(t)，对于复杂结构要求给出地震动二个分量的时间过 程及其空间相关性 2. 结构和构件的动力模型应接近实际情况，要包括结构的非线性 恢复力特性； 3. 动力反应分析方法要给出结构反应的全过程，包括变形和能量 损耗的积累； 4. 计算原则要考虑到多种使用状态和安全的概率保证。 5. 由于动力理论在输入、模型、方法和原则等四个方面，都提出 了更具体的要求，更明确的规定、更详细的计算，从而可以得 到更可靠的结构设计。 二 基于承载力设计方法 q
5、静力法和反应谱法 静力法和早期的反应谱法都是以惯性力的形式反映地震作用 ，并按弹性方法来计算结构地震作用效应。 v 局限： 1. 当遭遇超过设计烈度的地震，结构进入弹塑性状态，此 种方法无法应用。 2. 在静力法向反应谱法过度的过程中，短周期结构的加速 度谱值比静力法中的地震系数大一倍以上，这就让以前 通过静力法设计的建筑物如何能够经受住强烈地震作用 无法得到解释。 基于承载力和构造保证延性的设计方法、 为了解决静力法向反应谱法过渡的问题，构造延性被引入。 以美国UBC规范为代表，通过地震力降低系数R讲反应谱法得 到的加速度反应值 降低到与静力法水平地震相当 的设计地震加速度 采用反应谱的基于
6、承载力和构造保证延性的设计方法成为各 国抗震设计规范的主要方法。 基于损伤和能量的设计方法 1. 在超过设防地震作用下，虽然非弹性变形对防止结构倒 塌有着重要的作用，但结构自身一会因此产生一定的损 伤，当非弹性变形超过结构自身非弹性变形能力时，则 会导致结构倒塌。因此，对结构在地震作用的非弹性变 形以及由此引起的结构损伤就成为抗震研究的一个重要 方面，并由此产生基于损伤的设计方法。人们试图引进 反应结构损伤程度的某种指标来作为设计指标。 2. 从能量观点看，只要结构的阻尼耗能和体系的塑性变形 耗能和滞回耗能能力大于地震输入能量，结构即可抵御 地震作用 能力设计方法 该方法是基于对非弹性性能对于
7、结构抗震能力贡献 的理解和超静定结构在地震作用下实现具有延性破 坏机制的思想提出的，可保证结构抗震设防目标， 同时又使设计经济合理。 核心： 1. “强柱弱梁” 2. “强剪弱弯” 3. “强则强，弱则弱” 基于性能设计方法 1. 基本思想：使所设计的工程结构在使用期间满足各种预 定的性能目标，而具体性能要求可根据建筑和结构的重 要性来确定。 2. 可明确描述结构性能状态的物理量：力，位移（刚度） ，速度，加速度，能量和损伤。 3. 基于性能设计方法要求能够给出结构在不同强度地震作 用下，这些结构性能指标的反应值（需求值），以及结 构自身的能力值。 4. 问题：对于结构性能状态的具体描述和计算，以及设计 标注目前尚不明确。 基于位移设计方法 用力作为单独的指标难以全面描述结构的非 弹性性能和破损状态，而用能量和损伤指标 又难以实际应用，因此目前基于性能设计方 法的研究主要用位移指标对结构的抗震性能 进行控制，称为DBD. 能力谱 注： 能力谱方法用到依据“位移模式或分布力 模式采用推覆分析方法获得结构的基底剪 力-顶点位移关系”方法来确定能力曲线， 该计算方法假定结构弹性位移模式和弹塑 性位移模式一致，对此问题国际上尚有争 论。 按能力谱法确定的需求位移未考虑结构损 伤和滞回耗能的影响。