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D.1 桩基础等代弹簧


D.1.1 桩基础宜采用水平弹簧、竖向弹簧和转动弹簧(图D.1.1)进行等代,对简支梁桥等静定结构可将竖向弹簧简化为约束。

图D.1.1 桩基础采用等代弹簧建立单墩模型

图D.1.1 桩基础采用等代弹簧建立单墩模型
1-上部结构集中质量;2-桥墩;3-承台;4-转动弹簧与阻尼器;5-水平弹簧与阻尼器;6-竖向弹簧与阻尼器

D.1.2 水平弹簧、转动弹簧的本构关系(图D.1.2)可分别采用折线形式表达,并应符合下列规定:
    1 等代弹簧恢复力模型骨架曲线,应根据本规范第B.3节所得基础整体力-位移关系和弯矩-转角关系确定。弹簧的屈服位移(转角)以及对应的力(弯矩)应根据本规范表B.3.3的规定确定;极限位移(转角)以及对应的力(弯矩)应根据本规范表7.4.1-2的规定确定。
    2 对桥墩先于基础屈服的情况,基础等代弹簧应采用线性刚度,并应根据桥墩屈服时基础的力(弯矩)和位移(转角)确定其线性刚度值。
    3 等代弹簧的滞回关系应根据基础构件及地基的特性确定。

图D.1.2 弹簧本构关系
(a)水平力-位移                                (b)弯矩-转角
图D.1.2 弹簧本构关系
F-水平力;δ-水平位移;M-弯矩;θ-转角;Fy-屈服点的水平力;
Fu-极限点的水平力;δy-屈服点的水平位移;δu-极限点的水平位移;
My-屈服点的弯矩;Fu-极限点的弯矩;θy-屈服点的转角;θu-极限点的转角

D.1.3 动力分析中基础的竖向等代弹簧刚度,可按本规范第B.1节中的竖向弹簧取初始刚度,根据桩基础顶面竖向力-位移关系确定,取线性刚度。
D.1.4 等代阻尼器的阻尼系数,宜按下式计算:

        (D.1.4 )

    式中:C0——按全结构瑞利阻尼假定确定的等代阻尼器的阻尼系数;
          α——地震波辐射效应产生能量耗散的等效阻尼调整系数,取1.1~1.2。

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城市轨道交通结构抗震设计规范 GB50909-2014
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