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    城市轨道交通结构抗震设计规范 GB50909-2014

    • 发布日期:2018-08-03
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    A.0.1 盆式支座、球形支座在固定方向,可简化为约束或根据产品力学特性确定线性刚度[图A.0.1(a)];在可滑动方向,可简化为刚塑性本构模型[图A.0.1(b)],滑动力可按下式计算:

            (A.0.1 )

        式中:Fs——滑动力(kN);
              μf——动摩擦系数;
              N——支座承担的恒载(kN)。

    图A.0.1 盆式支座、球形支座恢复力模型
    图A.0.1 盆式支座、球形支座恢复力模型
    F-水平力;u-水平变形

    A.0.2 板式橡胶支座可简化为线性弹簧(图A.0.2),其刚度可按下式计算:

            (A.0.2 )

        式中:kH——板式橡胶支座的剪切刚度(kN/m);
              A——板式橡胶支座的剪切面积(m2);
              G——板式橡胶支座的动剪切模量(kN/m2);
              ∑te——橡胶层的总厚度(m)。

    图A.0.2 板式橡胶支座线性恢复力模型
    图A.0.2 板式橡胶支座线性恢复力模型

    A.0.3 具有滑动面的板式橡胶支座,可按本规范A.0.1建立刚塑性本构模型。
    A.0.4 铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座等可根据产品说明中提供的初始刚度k1和二次刚度k2建立双线性本构模型(图A.0.4)。

    图A.0.4铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座的非线性本构模型和等效线性刚度
    图A.0.4铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座的非线性本构模型和等效线性刚度
    k1、k2-隔震支座初始刚度和二次刚度;Qy-隔震支座屈服荷载;
    Qd-位移为0时的荷载;uy、uBe-隔震支座屈服位移和有效设计位移

    B.1.1 土与桩基础静力相互作用建模的集中参数法(图B.1.1-1)中非线性土弹簧可采用理想弹塑性本构模型(图B.1.1-2);地基反力上限值可按表B.1.1规定确定。

    图B.1.1-1 桩基础集中参数模型示意图

    图B.1.1-1 桩基础集中参数模型示意图
    1-简化为梁单元模拟;2-桥墩;3-承台;4-桩;kv-桩尖竖向地
    基弹簧初始刚度;ksv-桩周竖向地基弹簧初始刚度;kh-桩侧水平地基弹
    簧初始刚度;khf-承台侧面水平地基弹簧初始刚度
    表B.1.1 地基反力的上限值
    表B.1.1 地基反力的上限值
    图B.1.1-2 桩土相互作用地基弹簧模型
    图B.1.1-2 桩土相互作用地基弹簧模型
    1-桩压入;2-桩拔出;Ph-水平地基反力;Phy-水平地基反力上限;
    uh-水平地基变形;Pv-桩尖竖向地基反力;Pvy-桩尖竖向地基反力上限;
    uv-桩尖竖向地基变形;Psv-桩周竖向地基反力;
    Psvy-桩周竖向地基反力上限值;usv-桩周竖向地基变形

    B.1.2 桩侧水平地基弹簧计算应符合下列规定:
        1 桩侧水平地基弹簧初始刚度应按下式计算:

            (B.1.2-1)

    式中:kh——桩侧水平地基弹簧初始刚度(kN/m);
              Kh——桩侧水平基床系数(kN/m3),取计算位置的基床系数K,包含由于基础尺寸效应而对基本基床系数的修正,根据现行国家标准《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB 50307规定的方法确定;
              △1——水平弹簧刚度计算范围内桩的长度(m);
              D——桩的直径或宽度(m)。
        2 当水平地震作用方向所在竖直面内有n根桩时,初始刚度kh应乘以桩构件相互影响系数k,并应按下式计算:         (B.1.2-2)  式中:L0——桩在水平地震作用方向所在竖直面内的净距(m);
              h0——桩构件埋入地面或局部冲刷线以下的计算深度(m),h0=3(D+1);
              xn——与桩构件数目有关的水平地基刚度调整系数,可按表B.1.2-1取值。

    表B.1.2-1 水平地基刚度调整系数xn

    表B.1.2-1 水平地基刚度调整系数xn

        3 水平地基反力上限值,应按下列公式计算:

            (B.1.2-3)

            (B.1.2-4)
            (B.1.2-5)
            (B.1.2-6)

        式中:D0——桩构件侧面土抗力的计算宽度(m),可按表B.1.2-2取值;
              [σp]——桩侧水平地基压应力(kPa);
              z——计算位置的深度(m);
              γ——土的容重(有水时考虑水浮力)(kN/m3);
              c——土的黏聚力(kPa);
              k——桩构件相互影响系数;
              Kp——被动土压力系数;
              Ks——主动土压力系数;
              φ——土的内摩擦角;
              η——系数,η=D0/D。

    表B.1.2-2 桩构件侧面土抗力的计算宽度D0

    表B.1.2-2 桩构件侧面土抗力的计算宽度D0

    B.1.3 桩尖竖向地基弹簧计算应符合下列规定:
        1 桩尖竖向地基弹簧初始刚度应按下式计算:

            (B.1.3)

    式中:kv——桩尖竖向地基弹簧初始刚度(kN/m);
              Kv——桩尖竖向基床系数(kN/m3),取计算位置的基床系数K,根据现行国家标准《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB 50307规定的方法确定;
              Av——桩尖面积(m2)。
        2 桩尖承载力上限值,应按现行行业标准《铁路桥涵地基与基础设计规范》TB 10002.5计算。
        3 当桩尖土受拉时,不计其地基反力。
    B.1.4 桩周竖向地基弹簧计算应符合下列规定:
        1 桩周竖向地基弹簧初始刚度应按下列公式计算:

            (B.1.4-1)
            (B.1.4-2)

        式中:ksv——桩周竖向地基弹簧初始刚度(kN/m);
              Ksv——桩周竖向基床系数(kN/m3);
              △1——桩周竖向基床系数计算范围内桩的长度(m);
              U——桩截面周长(m)。
        2 桩周承载力上限值应按现行行业标准《铁路桥涵地基与基础设计规范》TB 10002.5计算。
        3 桩顶(或局部冲刷线)以下计算桩土分离段长度以内不宜设置桩周竖向地基弹簧,计算桩土分离段长度应按下式计算:

            (B.1.4-3)

    式中:hs——计算桩土分离段长度(m);
              D——桩径或宽度(m);
              EI——桩的抗弯刚度(kN·m2)。

    B.1.5 承台侧面的水平地基弹簧初始刚度可按下式计算:

            (B.1.5)

        式中:khf——承台正面的水平地基弹簧初始刚度(kN/m);
              Af——承台正面的面积(m2)。
    B.1.6 桩的非线性特性应采用计入轴力影响的弯矩-曲率关系描述,并应按一般的钢筋混凝土构件或钢构件计算。

    关键词: 结构工程
    
     
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