一种无震防滑坡道抗震计算方法与流程

本发明涉及抗震计算领域，涉及一种无震防滑坡道抗震计算方法。

背景技术：

无震防滑坡道的材料是由特殊骨料与特种水泥及其他掺和物、添加剂组成。经过特殊处理的车道防滑材料，具有强度好、硬度高，因而极具耐磨性、耐重压的优点。车道的骨材属于无机材料，施工中只有极少的voc排放，是环保型产品。相对于水泥坎车道的震动大、易粉化、不舒适、档次低和普通水泥坡道的阻力小、易滑、危险等缺憾，无震防滑坡道已是汽车上下坡道的首选。无震防滑坡道适用于车库坡道、道路路口、自行车道路、公交车道、汽车上下坡道、斜坡、路面有特殊止滑要求的部位、区域等。它具有特有的耐磨、耐压、耐冲击、耐侯性，能适应室外恶劣的气候状况，满足高流量的使用要求,有效延长道路、坡道的使用寿命。无震防滑坡道的斜撑作用对整个结构地震响应的影响不容忽视，通过计算分析指出传统的不考虑该作用的结构设计方法存在缺陷，没有针对性，因此，必须提供一种针对无震防滑坡道的抗震计算方法。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种解决或部分解决上述问题的无震防滑坡道抗震计算方法。

达到上述技术方案的效果，本发明的技术方案为：一种无震防滑坡道抗震计算方法，包含以下步骤：

1)计算无震防滑坡道对结构类型和自振周期的影响，结构类型包含对称类型、非对称类型，自振周期包含x向自振周期、y向自振周期，构建数据表，将结构类型、自振周期分别作为数据表的行与列，记录不同情况下无震防滑坡道的抗震参数；

2)绘制无震防滑坡道在不同结构类型下结构位移图，结构位移图的水平坐标为位移的距离，结构位移图的垂直坐标为无震防滑坡道里的位移的角度，结构位移图中每个结构类型都绘制一个变化曲线；

3)计算设置无震防滑坡道对不同结构体的剪力影响，不同结构体包含车库坡道、道路路口、自行车道路、公交车道、汽车上下坡道、斜坡、路面，在不同结构体上铺设无震防滑坡道，将结构类型也作为计算的输入参数，剪力分为x向剪力与y向剪力，当结构体为车库坡道时，结构体内部为空，并且其中一般包含多个车库楼层，计算剪力在不同车库楼层的分布比例，将计算后的剪力影响结果汇总，并且记录在剪力影响表中，剪力影响表中的行为不同剪力的计算值，剪力影响表中的列为不同结构体，每种结构类型都构建一个剪力影响表，并且将不同剪力的计算值的平均值也放入剪力影响表中；

4)将上述三个步骤的结果汇总，将无震防滑坡道的抗震参数、结构位移图、剪力影响表都考虑在内，对不同结构类型建立横向对比表，横行对比表将所有相关结果放入表中，将横向对比表中数据输入，分析不同结构类型下，模拟地震的情况下抗震性能点的详细参数，抗震性能点的详细参数包含顶点位移、基底剪力、谱位移植、谱加速度，得到抗震性能点的详细参数的汇总数据表，最后，根据其建立无震防滑坡道的防震模型。

本发明的有益效果是：本发明通过抗震参数分析、结构位移分析、剪力影响，构建无震防滑坡道的防震模型，在其中考虑了不同结构类型以及不同结构体，全面分析了不同参数对抗震性能的影响，最后对地震下抗震性能点的详细参数进行了对比，为今后无震防滑坡道的设计也提供了重要参考。

附图说明

图1为无震防滑坡道的受力示意图。

图2为无震防滑坡道的受力剖面示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，能实现同样功能的产品属于等同替换和改进，均包含在本发明的保护范围之内。具体方法如下：

实施例1：一种无震防滑坡道抗震计算方法，包含以下步骤：

1)计算无震防滑坡道对结构类型和自振周期的影响，结构类型包含对称类型、非对称类型，自振周期包含x向自振周期、y向自振周期，构建数据表，将结构类型、自振周期分别作为数据表的行与列，记录不同情况下无震防滑坡道的抗震参数；

2)绘制无震防滑坡道在不同结构类型下结构位移图，结构位移图的水平坐标为位移的距离，结构位移图的垂直坐标为无震防滑坡道里的位移的角度，结构位移图中每个结构类型都绘制一个变化曲线；

3)计算设置无震防滑坡道对不同结构体的剪力影响，不同结构体包含车库坡道、道路路口、自行车道路、公交车道、汽车上下坡道、斜坡、路面，在不同结构体上铺设无震防滑坡道，将结构类型也作为计算的输入参数，剪力分为x向剪力与y向剪力，当结构体为车库坡道时，结构体内部为空，并且其中一般包含多个车库楼层，计算剪力在不同车库楼层的分布比例，将计算后的剪力影响结果汇总，并且记录在剪力影响表中，剪力影响表中的行为不同剪力的计算值，剪力影响表中的列为不同结构体，每种结构类型都构建一个剪力影响表，并且将不同剪力的计算值的平均值也放入剪力影响表中；

4)将上述三个步骤的结果汇总，将无震防滑坡道的抗震参数、结构位移图、剪力影响表都考虑在内，对不同结构类型建立横向对比表，横行对比表将所有相关结果放入表中，将横向对比表中数据输入，分析不同结构类型下，模拟地震的情况下抗震性能点的详细参数，抗震性能点的详细参数包含顶点位移、基底剪力、谱位移植、谱加速度，得到抗震性能点的详细参数的汇总数据表，最后，根据其建立无震防滑坡道的防震模型。

在无震防滑坡道抗震计算的过程中，除了对抗震参数进行计算，为了严谨性，需要对无震防滑坡道的施工步骤进行规范，保证无震防滑坡道的抗震性。

(一)工程方案

1、浇筑砼基础厚度20cm以上，强度在c25以上，无裂缝、无起砂、无砼基层空鼓起翘。

2、找平层平整度要符合设计要求。

3、砼的找平层不能出现龟裂。

4、砼浇筑好须养护2周以上。

(二)基础处理

1、查找、清除现有基础的空鼓部分，并全面、彻底清理、清洁地面；对旧地面进行全面的清理。

2、全面的清理打磨，去除油污，形成粗糙、洁净、平整的施工面。

3、用专用材料修补凹坑、损坏部分，找平施工面。

(三)封闭底层处理

用渗透型材料封闭,清理好的施工地面，以提高地面防腐、防水性能，确保后道抗压层与地面的粘接力。(每平米树脂用量0.2kg)树脂：水＝1：2。

(四)抗压层施工处理

将抗压层材料根据要求配比、充分搅拌后,用锯齿镘刀均匀、平整、密实的摊铺工作面，形成约2㎜厚的抗压层，提高平整度，增强车道成品的抗压、耐冲击性。(每平米拌料树脂用量：0.2-0.3kg,黄色骨料3-4kg)按树脂：水＝1：2、混合树脂：骨料＝1：5的比例并进行放样设计。根据设计要求放样，粘贴美纹纸。(一般选择黄绿相间，绿色宽80-100㎝，黄色宽15㎝；也可以根据客户需要进行其他颜色搭配)。

(五)止滑层施工批刮

根据要求将混合好的止滑层材料先用锯齿镘刀批刮一遍在抗压层上，然后再喷涂一遍，形成约4㎜厚表面粗糙的彩色条形止滑带。(每平米树脂用量0.3-0.4，骨料用量5-6kg)按树脂：水＝1：2、混合树脂：骨料＝1：5的比例进行，并进行清理养护。

(六)罩面处理

施工完毕,将施工杂物、垃圾清理干净。

止滑层施工结束12小时后，涂刷专用罩面剂，养护一周，即可允许车辆通行使用。(每平米树脂用量：0.25kg,不加水)

(七)检查与验收标准

1.检查前道工序的检查，表面加工情况，有色差、剥落、损伤。

2.验收标准施工成品达到不露底、不起壳、无空鼓、色彩、规格均匀、相对平整。地面的静摩擦系数cof值≥0.5。

简化的步骤为：

(一)封闭底漆

树脂加1倍水稀释后，滚涂。

(二)中涂骨料搅拌施工

1.找一个大桶，将拌料树脂加1倍水稀释(一桶树脂，一桶水)。

2.再找20升空桶一只，将稀释后的树脂5公斤加入空桶。

3.将骨料一包(25kg)慢慢倒入桶中，边倒骨料边用电钻搅拌均匀。

(三)直接用锯齿镘刀摊铺

(四)养护剂

最后一道工序施工结束12小时后，用罩面剂直接养护。

(五)注意事项

1.施工期间问题：雨天避免雨淋，夏季施工避开中午的高温(上行11：00----下行：3：00)，冬季低于5度建议不施工。

2.一天后可以上人，上车最好要养护7天以后。

实施例2：为了无震防滑坡道抗震计算方法的准确性，无震防滑坡道所用材料也必须规范，材料为无震防滑坡道专用胶水、防滑坡道骨料，所用比例为1:5

使用说明如下：

1.找一个大桶，将防滑坡道专用胶水和防滑坡道骨料按照1:5的比例配对好。并用电钻搅拌均匀。

2.将搅拌好的材料，直接用锯齿镘刀摊铺。

3.最后一道工序施工结束12小时后，用罩面剂直接养护。

注意事项如下：

1、无震防滑坡道材料应在阴凉、干燥的环境下存放。

2、无震防滑坡道材料应由专业施工人员按照推荐用量，使用专用的施工工具进行施工。

3、所有材料不能淋雨。

4、施工期间问题：雨天避免雨淋，夏季施工避开中午的高温(上午11：00----下午：3：00)，冬季低于5度建议不施工。

5、一天后可以上人，上车最好要养护7天以后。

包装规格如下：骨料25公斤/袋胶水18kg/桶。

按照以上步骤，对无震防滑坡道的材料进行规范，是保证抗震参数以及无震防滑坡道的防震模型的严谨性、准确性的前提。

实施例3：无震防滑坡道的结构抗震设计思想

在计算的过程中，无论是结构位移图还是结构类型，都被纳入了考虑的范围内。所以，必须对结构抗震设计思想进行分析，保证抗震结构整体符合抗震的基本要求。近年来多次震害经验表明：在设计和建造建筑结构时，若采用传统的三水准两阶段抗震设计方法，虽然可以保证建筑结构在遭受大震作用时保证人们的生命安全，做到主体结构不倒塌，但这种抗震设计思想不能够保证建筑结构在中小地震时不破坏，从而造成了重大的经济损失。这使设计人员认识到，社会和公众对房屋建筑性能水准目标的要求已转变为保证结构在地震作用下不丧失使用功能或不破坏即经济性要求，而不是过去单一的对安全性的要求。20世纪90年代初期，美国工程师基于上述思想提出了基于性能的抗震设计理论，这成为抗震设计发展史上一个重要里程碑。基于性能的抗震设计思想是以结构抗震性能分析为基础的设计方法，结构抗震性态基于结构设防水准的不同划分为不同的等级，设计人员可通过采用不同的抗震性态和抗震措施来满足业主的不同需求，保证未来结构在地震中可能遭受的破坏程度在业主可接受范围内。基于性能抗震设计理论的主要内容依次为：确定地震设防水准，划分结构性能目标，选择结构性能目标，确定抗震设计性态准则，研究抗震性态分析方法，研究基于性能的抗震设计方法，制定基于性能的抗震设计规范。地震设防水准将在未来可能发生的地震作用下结构的抗震性能控制在选择的结构性能目标内是基于性能抗震设计理论的主要内容。因此，在设计基准期内施加于结构上的地震作用的大小对结构抗震性能的评估起至关重要的作用。设防水准的确定是以设防目标作为依据的，合理地确定一个地区设防水准应对该地区设防总投入、设计基准期内期望的总损失及社会经济条件等因素进行综合考虑。目前世界各国的地震设防水准不尽相同，一般可通过单位基准期内超越概率对地震设防水准进行评定。

一般采用pushover分析方法，基于两个假定：1)结构的地震反应主要由结构第一振型控制，即实际结构地震反应与该结构等效单自由度体系反应是相关的；2)结构在地震作用的整个过程中，在每一加载步内结构沿高度的变形保持不变。

在地震作用下弹性结构的响应可以用以下的动力学方程表示：

式中，u为结构各楼层在地震作用下的水平侧移向量；m、c、k分别为结构本身的质量、阻尼和刚度矩阵；τ为单位矩阵。

于弹塑性结构而言，由于考虑了刚度退化，结构的恢复力伴随着结构变形在不断的发生变化，因此对弹塑性结构的动力方程需用如下方程式表示：

式中，fs为结构的弹塑性恢复力矩阵，是楼层水平侧移的函数，与楼层侧向运动速度同号。

地震过程中，随着地震动强度变化及结构进入非线性程度的不同，结构层惯性力的分布也会发生变化。合理的水平荷载模式应既要使计算所得位移大体上反应实际地震作用下结构位移情况，又要使水平荷载模式与结构在地震力下的层惯性力一致。水平荷载模式的选取pushover分析的准确性起着至关重要的作用。

一般pushover分析的运行需要定义多个分析工况。而且，任何一种侧向荷载分布都不能完全反应结构变形和受力要求，对空间结构还应考虑荷载作用方向对结构的影响。因此一个典型pushover分析可能包含三个工况，一个重力荷载工况和两个不同的侧向荷载工况。一般重力工况从零初始条件开始，先运行重力荷载作用下的非线性分析工况，然后以重力工况结束处刚度作为初始条件分别运行侧向荷载工况。设防烈度地震作用下结构层惯性力沿高度的分布应该体现在侧向荷载分布中，且侧向荷载的分布直接影响非线性分析结果。下面给出了三种比较常见的侧向荷载分布模式：(1)自定义的静荷载工况，将自定义的倒三角形或均匀的静荷载工况作为侧向荷载的分布；(2)加速度荷载，将均匀加速度施加在任意的整体x、y、z方向上，根据分配给每个节点的质量成比例地分配作用在节点上的力，且节点上力的作用方向为指定方向；(3)振型荷载，任意选取一个振型，且力作用在振型位移方向上，振型荷载分配给单位节点力的大小与该振型的位移、角频率平方及结构分配给节点的质量具有正比例关系。

结构抗震性能目标是在给定的地震设防水准下期望结构达到的抗震性能等级，基于性能的抗震设计理论的核心在于性能目标的选择，抗震性能目标的确定要综合考虑结构功能要求、使用情况和设防地震水准，既要有效减轻地震破坏、经济损失和人员伤亡，又要保障在有限的资金下结构的使用功能。

以上所述仅为本发明之较佳实施例，并非用以限定本发明的权利要求保护范围。同时以上说明，对于相关技术领域的技术人员应可以理解及实施，因此其他基于本发明所揭示内容所完成的等同改变，均应包含在本权利要求书的涵盖范围内。

本发明的有益效果是：本发明通过抗震参数分析、结构位移分析、剪力影响，构建无震防滑坡道的防震模型，在其中考虑了不同结构类型以及不同结构体，全面分析了不同参数对抗震性能的影响，最后对地震下抗震性能点的详细参数进行了对比，为今后无震防滑坡道的设计也提供了重要参考。