基于非线性反应谱法的小箱梁桥延性抗震设计方法

易祥军

(海南省交通规划勘察设计研究院， 海南 海口 570206)

0 引言

地震激起的惯性力较大，对于普通结构，若单纯依靠强度来抵抗地震，将造成巨大的材料浪费。目前，包括我国在内的大多数国家都已经将“小震不坏，大震不倒”的二阶段设计方法作为基本设防思想[1]：中小震作用下，要求结构处于弹性状态，以强度破坏为准则；而强震作用下，结构可发生一定的塑性变形和有限损伤，以延性破坏为准则。Newmark等[2]在提出延性概念的同时，也提出了非线性反应谱，即在按反应谱理论计算地震响应时，考虑塑性变形影响，对线形反应谱进行修正，用等效线性化方法来考虑结构的非线性特性。

1 延性指标选取

延性抗震理论与强度理论不同之处在于，它通过结构选定部位(称为塑性铰)的塑性变形来抵抗地震作用。利用塑性铰，能消耗地震能量、延长地震周期、减小地震反应。

对于各类延性指标的定义如下。

1.1 位移延性系数[3]

位移延性系数为构件的极限位移与屈服位移之比：UΔ=Δu/Δy。

1.2 塑性铰位置选择

对于延性构件，潜在塑性铰位置的选择主要有两个原则： ① 使结构获得最优的耗能；②易于发现和修复。本文选取30 m跨径的小箱梁进行分析，把桥墩作为延性构件，顺桥向墩身弯矩分布为倒三角，并在墩底设铰；横桥向由于盖梁约束，墩顶和墩底弯矩大小不确定，应在墩顶和墩底均设铰。

1.3 地震强度折减系数

一般结构延性水平分为完全延性结构、有限延性结构和完全弹性结构和可利用的位移延性水平越高，地震力的折减系数越大。……