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《城市轨道交通结构抗震设计规范[附条文说明]》GB 50909-2014
住房和城乡建设部
实施时间:2014-12-01
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前言
1 总则
2 术语和符号
2.1 术语
2.2 符号
3 基本要求
3.1 抗震设防要求
3.2 抗震性能要求
3.3 地震反应计算
3.4 减震设计
3.5 地震反应观测
4 场地、地基与基础
4.1 一般规定
4.2 场地
4.3 地基与基础
4.4 可液化场地
4.5 场地地震反应分析
5 地震作用
5.1 一般规定
5.2 水平向设计地震动参数
5.3 竖向设计地震动参数
5.4 设计地震动加速度时程
6 地震反应计算
6.1 一般规定
6.2 地面结构弹性反应谱方法
6.3 地面结构弹塑性反应谱方法
6.4 地面结构非线性时程分析方法
6.5 支座地震反应计算方法
6.6 隧道与地下车站结构横向地震反应计算的反应位移法
6.7 隧道与地下车站结构横向地震反应计算的反应加速度法
6.8 隧道纵向地震反应计算的反应位移法
6.9 隧道与地下车站结构地震反应计算的时程分析方法
7 抗震性能的验算方法
7.1 一般规定
7.2 钢筋和钢骨混凝土构件
7.3 钢管混凝土构件和钢构件
7.4 基础
7.5 支座
7.6 梁端支承长度和行车安全
7.7 隧道与地下车站结构
8 高架区间结构
8.1 一般规定
8.2 地震反应计算
8.3 抗震性能验算
8.4 抗震构造细节
8.5 抗震措施
9 高架车站结构
9.1 一般规定
9.2 地震反应计算
9.3 抗震性能验算
9.4 抗震构造措施
10 隧道与地下车站结构
10.1 一般规定
10.2 隧道结构地震反应计算
10.3 地下车站结构地震反应计算
10.4 抗震性能验算
10.5 抗震构造措施
附录A支座的恢复力模型
附录B基于集中参数模型的静力与动力分析方法
B.1桩基础集中参数建模方法
B.2扩大基础集中参数建模方法
B.3静力非线性分析
B.4动力非线性分析
附录C多点输入反应谱组合系数的计算方法
附录D动力分析中基础的等代弹簧法
D.1桩基础等代弹簧
D.2扩大基础等代弹簧
附录E反应位移法中土层位移的简单确定方法
附录F钢筋和钢骨混凝土构件抗剪能力计算方法
F.1柱式构件的抗剪能力
F.2板构件的抗剪能力
附录G构件变形能力计算方法
G.1钢筋和钢骨混凝土构件变形能力计算方法
G.2钢管混凝土构件变形能力计算方法
G.3钢构件变形能力计算方法
本规范用词说明
引用标准名录
全文
模式
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G.1钢筋和钢骨混凝土构件变形能力计算方法

附录G 构件变形能力计算方法

G.1 钢筋和钢骨混凝土构件变形能力计算方法

G.1.1 钢筋混凝土和钢骨混凝土构件的弯曲变形能力,应基于材料的标准强度,根据截面的弯矩-曲率(M-)分析得出,截面弯矩-曲率曲线等效为理想弹塑性折线形式(图G.1.1)。截面弯矩-曲率分析中所用轴向力,应根据地震时可能存在的荷载作用进行内力组合得到。

图G.1.1 钢筋混凝土和钢骨混凝土构件截面弯矩-曲率关系

1-混凝土开裂;2-受拉钢筋首次屈服;3-截面等效屈服点;

4-极限变形点;M'y-第一根钢筋屈服弯矩;My-等效屈服弯矩;

Mu-极限弯矩;y-第一根钢筋屈服曲率; y-等效屈服曲率; u-极限曲率

G.1.2 在截面的弯矩-曲率关系(图G.1.1)中,弹性段应通过M-曲线上表征第一根钢筋屈服的点(y,M'y)。在该屈服点之后,应按Ⅰ区和Ⅱ区面积相等的原则确定等效屈服弯矩My和等效屈服曲率 y,且应符合下列规定:

1 截面等效屈服点对应的构件塑性铰区转角,由塑性铰区各截面曲率沿塑性铰区长度积分得出。对自由端受横向集中力的悬臂柱构件[图G.1.2-1(a)],可按下式简化计算:

式中:θy——塑性铰区转角(rad);

Lp——塑性铰区长度(m),Lp=1.0D,D取水平力作用方向截面高度(m)。

图G.1.2-1 钢筋混凝土和钢骨混凝土构件简化曲率分布

2 截面极限变形点对应的构件塑性铰区转角应按下式计算:

G.1.3 钢筋混凝土和钢骨混凝土构件变形能力计算应采用约束混凝土应力-应变(图G.1.3)。

图G.1.3 混凝土应力-应变关系

1-约束混凝土;2-无约束混凝土;fc-混凝土应力;εc-混凝土应变;

f'cc-约束混凝土抗压强度;εcu-约束混凝土极限应变;

εcc-约束混凝土抗压强度对应的应变;

Esec-约束混凝土抗压强度对应的割线弹性模量;

f'c-混凝土抗压强度标准值;ε°cu-无约束混凝土极限应变;

ε°cc-抗压强度标准值对应的应变;Ec-混凝土弹性模量

G.1.4 约束混凝土应力-应变关系可由下列公式确定:

式中:ε——混凝土应变;

fc——混凝土应力(MPa);

Ec——弹性模量(MPa);

εcc——约束混凝土抗压强度对应的应变;

f'c——混凝土抗压强度标准值(MPa);

f'cc——约束混凝土抗压强度,可取1.25倍的混凝土抗压强度标准值(MPa)。

G.1.5 混凝土极限压应变,可按下式计算:

式中:ρs——箍筋的体积配箍率,ρs=ρx+ρy

ρx、ρy——箍筋沿截面两个主轴的体积配箍率;

fkh——箍筋抗拉强度标准值(MPa);

εRsu——箍筋的折减极限应变,取0.09。

G.1.6 钢筋应力-应变关系可采用双线性应力-应变关系模型(图G.1.6)。

图G.1.6 钢筋双线性应力-应变关系模型

1-钢筋受拉;2-钢筋受压

G.1.7 钢筋材料应力-应变关系应按下列公式确定:

式中:ε——钢材应变;

σ——钢材应力(MPa);

fsy——钢材抗拉强度标准值(MPa);

εsy——屈服应变;

Es——弹性模量(MPa)。

G.1.8 保护层混凝土可采用无约束混凝土应力-应变关系(本规范图G.1.3),并应按下列公式计算:

式中:ε——混凝土应变;

fc——混凝土应力(MPa);

Ec——混凝土弹性模量(MPa);

f'c——混凝土抗压强度标准值(MPa);

ε°cc——混凝土抗压强度标准值对应的应变,取0.002;

ε°cu——无约束混凝土极限压应变,取0.0035;

ε°sp——无约束混凝土剥落压应变,取0.005;

cu——混凝土达到极限压应变ε°cu时的应力(MPa);

sp——混凝土剥落后应力,取0。

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