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1 总 则
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1.0.1 为了在城市轨道交通结构抗震设计中贯彻执行国家的
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1.0.2 本规范适用于新建、改建城市轨道交通结构的抗震设
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1.0.3 抗震设防地区的城市轨道交通结构必须进行抗震设计。
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1.0.4 抗震设防采用的地震动参数应按现行国家标准《中国
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1.0.5 城市轨道交通结构抗震设计除应符合本规范外,尚应
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2 术语和符号
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2.1 术 语
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2.1.1 基于性能的抗震设计 performance-b
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2.1.2 E1 地震作用 low-level earth
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2.1.3 E2 地震作用 design earthqua
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2.1.4 E3 地震作用 high-level eart
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2.1.5 设计地震作用基准面 ground level
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2.1.6 防落梁装置 unseating-prevent
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2.1.7 限位装置 restrainer 为防止
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2.1.8 多点反应谱法 multiple-support
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2.1.9 弹塑性反应谱法 elastoplastic r
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2.1.10 反应位移法 response displac
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2.1.11 反应加速度法 response accele
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2.2 符 号
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3 基本要求
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3.1 抗震设防要求
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3.1.1 城市轨道交通结构应划分为标准设防类、重点设防类
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3.1.2 抗震设防类别的划分应符合下列规定: 1
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3.1.3 抗震设防地震动峰值加速度与抗震设防地震动分档和
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3.1.4 各抗震设防类别结构的抗震设防标准,应符合下列要
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3.2 抗震性能要求
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3.2.1 城市轨道交通结构的抗震性能要求应分成下列三个等
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3.2.2 城市轨道交通结构构件、基础和支座的抗震性能等级
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3.2.3 构件、基础和支座的性能等级与结构抗震性能的关系
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3.2.4 城市轨道交通结构的抗震性能要求不应低于表3.2
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3.3 地震反应计算
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3.3.1 抗震设计中地震反应的计算方法宜按表3.3.1采
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3.3.2 结构抗震计算应符合下列规定: 1 计算
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3.4 减震设计
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3.4.1 城市轨道交通结构可采用消能减震设计。
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3.4.2 对采用消能减震设计的轨道交通结构,其抗震设防性
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3.5 地震反应观测
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3.5.1 对地震动峰值加速度分区0.20g及以上地区,在
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3.5.2 当设置地震反应观测系统时,结构设计中应留有放置
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4 场地、地基与基础
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4.1 一般规定
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4.1.1 城市轨道交通结构的场地与地基应考虑下列宏观震害
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4.1.2 城市轨道交通结构的场地与地基的勘察和评价应至少
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4.2 场 地
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4.2.1 场地抗震地段类别应按表4.2.1划分。 表4.
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4.2.2 工程场地抗震地段的选择宜规避抗震不利和危险地段
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4.2.3 岩土的类型应按表4.2.3的规定划分。 表4.
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4.2.4 对特殊设防类、重点设防类结构物,工程场地土层剪
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4.2.5 工程场地覆盖层厚度应按下列要求确定:
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4.2.6 工程场地类别,应根据土层等效剪切波速和场地覆盖
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4.2.7 土层等效剪切波速应按下式计算: 式中:
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4.2.8 剪切波在地面至计算深度之间的传播时间应按下式计
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4.3 地基与基础
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4.3.1 天然地基抗震承载力应按下式计算: 式中
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4.3.2 当验算天然地基地震作用下的竖向承载力时,基础底
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4.4 可液化场地
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4.4.1 当抗震设防地震动分档为0.05g时,对标准设防
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4.4.2 对砾粒含量较高的饱和砂土、饱和粉土、饱和粉细砂
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4.4.3 液化判别宜采用有成熟经验的多种方法,综合判定液
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4.4.4 可液化土(不含黄土)的场地地震液化初步判别应符
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4.4.5 场地地震液化的进一步判别可采用标准贯入试验判别
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4.4.6 对判定为发生液化的土层,应根据土层的液化程度对
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4.4.7 可液化土层的设计参数宜采用该土层在不发生液化时
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4.4.8 当采用标准贯入锤击数表征土的液化抗力时,土层的
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4.4.9 地基液化等级应按下列方法判别: 1 对
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4.4.10 当可液化土层比较平坦且均匀时,宜按表4.4.
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4.4.11 全部消除地基液化沉陷的措施应符合下列规定:
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4.4.12 部分消除地基液化沉陷的措施,应符合下列规定:
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4.4.13 减轻液化影响的基础和上部结构处理,可综合采用
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4.5 场地地震反应分析
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4.5.1 对基岩面、地表地形起伏变化不大且土层水平向的土
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4.5.2 对基岩面、地表地形起伏变化明显的场地,或土层水
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5 地震作用
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5.1 一般规定
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5.1.1 城市轨道交通结构抗震设计地震作用的确定应符合本
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5.1.2 重点设防类或标准设防类结构应采用本规范第5.2
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5.1.3 当工程场地表层工程地质特性变化显著、地形变化较
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5.1.4 当工程场址及外延5km范围内存在可能发生震级6
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5.2 水平向设计地震动参数
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5.2.1 Ⅱ类场地设计地震动峰值加速度amaxⅡ应按现行
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5.2.2 除Ⅱ类外的其他类别工程场地地表水平向设计地震动
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5.2.3 当结构自振周期小于6.0s时,场地地表水平向设
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5.2.4 Ⅱ类场地设计地震动峰值位移umaxⅡ应按表5.
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5.3 竖向设计地震动参数
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5.3.1 场地地表竖向设计地震动峰值加速度取值不应小于水
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5.3.2 当竖向设计地震动参数采用主管部门批准的工程场地
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5.4 设计地震动加速度时程
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5.4.1 设计地震动加速度时程可人工生成,其加速度反应谱
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5.4.2 宜利用地震和场地环境相近的实际强震记录作为初始
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5.4.3 当采用时程分析法进行结构动力分析时,应采用不少
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6 地震反应计算
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6.1 一般规定
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6.1.1 城市轨道交通结构抗震设计计算方法应按本规范第3
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6.1.2 抗震设计计算中,应根据结构的地震反应特点和地震
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6.1.3 城市轨道交通结构设计地震作用基准面宜按下列规定
-
6.1.4 结构的建模应符合下列规定: 1 梁、柱
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6.1.5 当竖向地震动对结构影响较大时,应计入竖向地震动
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6.2 地面结构弹性反应谱方法
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6.2.1 当采用弹性反应谱方法时,参与计算的振型数应保证
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6.2.2 当采用弹性反应谱方法时,振型反应和组合系数应按
-
6.2.3 当采用弹性反应谱方法时,振型阻尼比应按表6.2
-
6.2.4 当多分量地震作用时,各地震动分量引起的地震反应
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6.2.5 对需考虑设计地震作用变化的情形,可按下列方法之
-
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6.3 地面结构弹塑性反应谱方法
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6.3.1 结构体系简单、第一振型对结构地震反应贡献起主要
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6.3.2 采用弹塑性反应谱方法计算结构的地震反应时,结构
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6.3.3 弹塑性反应谱通过对弹性反应谱的折减得到,折减系
-
6.3.4 按弹塑性反应谱方法计算结构物的地震反应,可根据
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6.4 地面结构非线性时程分析方法
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6.4.1 当弹性反应谱方法和弹塑性反应谱方法不适用时,应
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6.4.2 当采用非线性时程分析方法时,基础与地基土相互作
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6.4.3 对桩基础,等代弹簧方法不适用或计算精度要求高时
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6.4.4 当集中弹簧和阻尼器模型不能满足设计要求时,应进
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6.5 支座地震反应计算方法
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6.5.1 对没有建立支座计算模型的情况,支座水平地震力F
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6.5.2 对没有建立全桥模型的情况,活动支座的滑动量的计
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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
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6.6.1 当采用反应位移法时,可将周围土体作为支撑结构的
-
6.6.2 地基弹簧刚度可按下式计算: 式中:k—
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6.6.3 反应位移法中土层相对位移、结构惯性力和结构与周
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6.6.4 对已进行工程场地地震安全性评价工作的,可采用其
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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
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6.7.1 当采用反应加速度法时,土体可采用平面应变单元、
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6.7.2 土层和地下结构根据其所在位置施加相应的水平加速
-
6.7.3 土体单元的剪切模量可取对应地震动水准的一维土层
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6.8 隧道纵向地震反应计算的反应位移法
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6.8.1 当采用反应位移法时,可将结构周围土体作为支撑结
-
6.8.2 隧道纵向地震反应的计算,应给出沿隧道纵向的拉压
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6.8.3 地基弹簧刚度可按下列规定计算: 1 地
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6.8.4 沿隧道结构纵向轴线处施加的土层位移分布可按本规
-
6.8.5 当施加横向土层位移时,变形缝宜采用弯曲非线性弹
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6.8.6 对盾构隧道,结构梁单元长度可按盾构环的长度确定
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6.9 隧道与地下车站结构地震反应计算的时程分析方法
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6.9.1 当采用时程分析方法时,应对土体及其边界进行合理
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6.9.2 当采用时程分析方法时,计算模型的侧面人工边界距
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6.9.3 当进行隧道与地下车站结构横向地震反应计算时,可
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6.9.4 地震输入可采用波动法或振动法。
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7 抗震性能的验算方法
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7.1 一般规定
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7.1.1 城市轨道交通结构应区分高架区间结构、高架车站结
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7.1.2 抗震验算应分为强度验算、变形验算和位移验算。
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7.1.3 进行位移验算时,应将结构作为一个整体来进行建模
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7.2 钢筋和钢骨混凝土构件
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7.2.1 钢筋和钢骨混凝土柱式构件的破坏形态应按下列公式
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7.2.2 对轴压比小于0.5,且剪跨比为1.5以上的钢筋
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7.2.3 判别为弯曲破坏的小轴压比柱式构件,其性能等级可
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7.2.4 当墙(板)式构件承受面外力时,可按柱式构件根据
-
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7.3 钢管混凝土构件和钢构件
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7.3.1 轴压比小于0.3的柱式圆形钢管混凝土构件和柱式
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7.3.2 钢管混凝土构件和钢构件的性能等级可按构件转角或
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-
7.4 基 础
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7.4.1 桩基础应按下式验算整体抗震性能: 式中
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7.4.2 扩大基础的偏心、滑动和倾覆稳定性应按现行国家标
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7.4.3 其他类型的基础、桥台和挡土墙的抗震验算可按现行
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7.5 支 座
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7.5.1 板式橡胶支座在抗震性能等级要求为1时,宜进行下
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7.5.2 盆式橡胶支座和球形支座在抗震性能等级要求为1时
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7.6 梁端支承长度和行车安全
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7.6.1 E3地震动产生的梁端位移应按下式进行验算:
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7.6.2 E1地震作用下,应进行行车安全验算,并应符合下
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7.7 隧道与地下车站结构
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7.7.1 抗震性能要求为Ⅰ时,应按现行国家标准《建筑抗震
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7.7.2 抗震性能要求为Ⅱ时,宜验算结构整体变形性能,且
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7.7.3 对重点设防类结构,当抗震性能要求为Ⅱ时,宜同时
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8 高架区间结构
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8.1 一般规定
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8.1.1 本章适用于梁式高架区间结构、高架车站结构中承受
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8.1.2 高架区间结构抗震设计应避免脆性破坏形式的发生。
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8.1.3 当利用桥墩的延性进行位移或变形抗震设计时,塑性
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8.1.4 可采用专门的消能减震设计。
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8.2 地震反应计算
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8.2.1 高架区间结构的墩台与基础结构的地震作用应按本规
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8.2.2 设计计算方法应按本规范第6章的规定执行。
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8.3 抗震性能验算
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8.3.1 高架区间结构抗震验算的荷载效应组合可按现行国家
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8.3.2 抗震性能Ⅰ下的墩、基础结构物及构件强度验算可按
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8.3.3 抗震性能Ⅱ、Ⅲ下的墩、基础结构物及构件的抗剪强
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8.3.4 支座的验算应按本规范第7.5节执行。
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8.3.5 梁端支承长度的验算应按本规范第7.6节执行。
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8.4 抗震构造细节
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Ⅰ 钢筋混凝土桥墩
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8.4.1 钢筋混凝土桥墩抗震构造应符合下列规定:
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8.4.2 柱式桥墩应符合下列规定: 1 塑性铰加
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8.4.3 空心截面墩柱潜在塑性铰区域内加密箍筋的配置,应
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Ⅱ 钢骨混凝土桥墩
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8.4.4 纵向钢筋的接头和锚固、箍筋的布置和锚固应符合本
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8.4.5 钢框架的底部与混凝土的锚固及连接应保证在钢骨进
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8.4.6 钢管混凝土桥墩宜采用圆形截面形式。
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Ⅲ 钢 桥 墩
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8.4.7 矩形截面钢桥墩应符合下列规定: 1 在
-
8.4.8 圆形截面钢桥墩应符合下列规定: 1 在
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8.4.9 梁柱节点应符合下列规定: 1 节点的抗
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8.4.10 抗震设防地震动分档为0.10(0.15)g及
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8.4.11 支座底面应水平设置在梁底及墩台上,应保证梁与
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8.5 抗震措施
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8.5.1 抗震措施应符合下列规定: 1 对抗震设
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8.5.2 防落梁措施应符合下列规定: 1 防落梁
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9 高架车站结构
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9.1 一般规定
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9.1.1 本章适用于高架车站中非承受车辆荷载结构的抗震设
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9.1.2 高架车站抗震构造措施宜符合下列规定:
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9.1.3 抗震设计应避免脆性破坏形式的发生。
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9.2 地震反应计算
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9.2.1 高架车站结构的地震作用应按本规范第5章的相关规
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9.2.2 高架车站结构的抗震设计计算分析方法应按本规范表
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9.2.3 计算结构的地震反应时,可将基础顶面设为刚接进行
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9.3 抗震性能验算
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9.3.1 城市轨道交通结构中高架车站结构中荷载组合应按现
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9.3.2 地震时可能产生液化的地层,设计时应考虑液化和不
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9.3.3 当抗震性能要求为Ⅰ时,高架车站结构构件应采用下
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9.3.4 当抗震性能要求为Ⅰ时,钢筋混凝土高架车站的抗震
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9.3.5 高架车站结构中预应力混凝土构件的抗震验算应按现
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9.3.6 当抗震性能要求为Ⅰ时,钢结构高架车站结构构件的
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9.3.7 当抗震性能要求为Ⅰ时,钢骨混凝土高架车站结构构
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9.3.8 当抗震性能要求为Ⅱ和Ⅲ时,钢筋混凝土、钢结构、
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9.3.9 钢管混凝土高架车站结构构件的抗震验算应按本规范
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9.4 抗震构造措施
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9.4.1 钢筋混凝土高架车站抗震构造措施应符合现行国家标
-
9.4.2 钢结构高架车站的抗震构造措施应符合现行国家标准
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9.4.3 钢骨混凝土结构高架车站抗震构造措施应符合下列规
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9.4.4 钢管混凝土高架车站结构中,钢管混凝土柱与钢筋混
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10 隧道与地下车站结构
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10.1 一般规定
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10.1.1 隧道与地下车站的地震作用应按本规范第5章的规
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10.1.2 隧道与地下车站中的非地震作用取值、分类应按现
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10.1.3 进行隧道选线与地下车站选址时应绕避不良地质地
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10.1.4 应采取构造措施提高结构连接处的整体抗震能力。
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10.1.5 当隧道所处土层中含有可液化土层时,应分析液化
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10.1.6 地下车站结构在平面内宜规则、对称布置,沿竖向
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10.1.7 平面不规则的地下车站,应结合车站功能要求合理
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10.1.8 抗震设计应避免脆性破坏形式的发生。
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10.2 隧道结构地震反应计算
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10.2.1 隧道结构抗震设计应根据设防要求、场地条件、结
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10.2.2 地质条件及结构形式简单的隧道结构横向抗震计算
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10.2.3 周围土层均匀、断面形状标准、规则且无突变的隧
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10.2.4 在地质条件、结构形式复杂的情况下,隧道结构宜
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10.3 地下车站结构地震反应计算
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10.3.1 地下车站结构的地震反应应按本规范第6.6、6
-
10.3.2 地下车站结构设计地震反应计算应符合下列规定:
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10.4 抗震性能验算
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10.4.1 抗震设防地震动分档为0.10(0.15)g及
-
10.4.2 隧道与地下车站结构进行构件性能和结构整体抗震
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10.5 抗震构造措施
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10.5.1 隧道与地下车站结构的抗震构造措施应按现行国家
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10.5.2 当按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 5
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10.5.3 隧道与地下车站结构中柱式构件的设计轴压比宜符
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10.5.4 埋置于软弱土层或明显上软下硬土层中的隧道与地
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10.5.5 明挖隧道和浅埋矩形框架结构的隧道与地下车站,
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10.5.6 盾构隧道应符合下列规定: 1 隧道与
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10.5.7 对埋入式隧道结构,应及时向其衬砌背后压注硬化
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10.5.8 对隧道跨断层的情况,宜采用柔性接头设计。
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10.5.9 地下车站的抗震构造措施,应符合下列规定:
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附录A 支座的恢复力模型
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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
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A.0.2 板式橡胶支座可简化为线性弹簧(图A.0.2),
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A.0.3 具有滑动面的板式橡胶支座,可按本规范A.0.1
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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
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附录B 基于集中参数模型的静力与动力分析方法
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B.1 桩基础集中参数建模方法
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B.1.1 土与桩基础静力相互作用建模的集中参数法(图B.
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B.1.2 桩侧水平地基弹簧计算应符合下列规定:
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B.1.3 桩尖竖向地基弹簧计算应符合下列规定:
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B.1.4 桩周竖向地基弹簧计算应符合下列规定:
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B.1.5 承台侧面的水平地基弹簧初始刚度可按下式计算:
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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
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B.2 扩大基础集中参数建模方法
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B.2.1 当确定土与扩大基础静力相互作用模型(图B.2.
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B.2.2 水平地基弹簧计算可符合下列规定: 1
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B.2.3 基底剪切弹簧计算可符合下列规定: 1
-
B.2.4 基底转动弹簧计算可符合下列规定: 1
-
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B.3 静力非线性分析
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B.3.1 桩基础和扩大基础静力非线性分析,应采用本规范B
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B.3.2 应基于集中参数模型的第一振型模式,按惯性质量的
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B.3.3 结构等效屈服点应取桥墩与基础首先达到的屈服点,
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B.4 动力非线性分析
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B.4.1 具有复杂地质条件或特殊结构物,宜采用结构-基础
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B.4.2 可采用等效阻尼器描述地震波的辐射效应。
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B.4.3 结构-桩基础-地基整体动力分析可按下列规定建立
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B.4.4 结构-扩大基础-地基整体动力分析模型应符合下列
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附录C 多点输入反应谱组合系数的计算方法
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C.0.1 多点地震动输入下,应采用分解位移法,结构反应最
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C.0.2 组合系数,可按下列公式计算: 式中:ρ
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C.0.3 结构反应矩可按下列公式计算: 式中:λ
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C.0.4 第j振型的稳态频率响应函数可按下式计算:
-
C.0.5 地震动加速度互功率谱密度函数可按下式计算:
-
C.0.6 地震动水平视波速Vapp宜符合下列规定:
-
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附录D 动力分析中基础的等代弹簧法
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D.1 桩基础等代弹簧
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D.1.1 桩基础宜采用水平弹簧、竖向弹簧和转动弹簧(图D
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D.1.2 水平弹簧、转动弹簧的本构关系(图D.1.2)可
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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
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D.1.4 等代阻尼器的阻尼系数,宜按下式计算:
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D.2 扩大基础等代弹簧
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D.2.1 当采用等代弹簧进行动力非线性分析时,扩大基础的
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附录E 反应位移法中土层位移的简单确定方法
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E.0.1 埋于土层中的隧道与地下车站沿土层深度方向的土层
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E.0.2 隧道与地下车站抗震设计中,土层的水平峰值位移沿
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附录F 钢筋和钢骨混凝土构件抗剪能力计算方法
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F.1 柱式构件的抗剪能力
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F.1.1 钢筋和钢骨混凝土构件的计算应符合下列规定:
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F.2 板构件的抗剪能力
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F.2.1 当钢筋混凝土板构件在较弱方向(面外)受力时,应
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F.2.2 当钢筋混凝土板构件在较强方向受力时,应按下列公
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附录G 构件变形能力计算方法
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G.1 钢筋和钢骨混凝土构件变形能力计算方法
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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
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G.1.2 在截面的弯矩-曲率关系(图G.1.1)中,弹性
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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
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G.1.4 约束混凝土应力-应变关系可由下列公式确定:
-
G.1.5 混凝土极限压应变,可按下式计算: 式中
-
G.1.6 钢筋应力-应变关系可采用双线性应力-应变关系模
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G.1.7 钢筋材料应力-应变关系应按下列公式确定:
-
G.1.8 保护层混凝土可采用无约束混凝土应力-应变关系(
-
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G.2 钢管混凝土构件变形能力计算方法
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G.2.1 钢管混凝土构件的弯矩-转角关系中塑性铰区转角应
-
G.2.2 钢管混凝土构件的弯矩-转角关系计算中,钢材应力
-
G.2.3 钢材受压容许应变εa的确定宜符合下列规定:
-
G.2.4 钢管混凝土截面弯矩-曲率(图G.2.4)宜采用
-
G.2.5 钢管混凝土构件截面在非线性时程分析中宜采用动力
-
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G.3 钢构件变形能力计算方法
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G.3.1 钢构件的弯曲变形能力,应基于材料的标准强度,根
-
G.3.2 钢构件变形能力计算中,钢材料应力-应变应采用双
-
G.3.3 对矩形截面,钢材受压容许应变εa的确定应符合下
-
G.3.4 对圆形截面,钢材受压容许应变εa的确定宜符合下
-
G.3.5 钢构件截面弯矩-曲率关系宜采用双线性模型(本规
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