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《基于推倒分析的圆形与矩形截面形式桥墩的对比研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第27卷第4期兰州交通大学学报Vol.27No.42008年8月JournalofLanzhouJiaotongUniversityAug.2008文章编号:10014373(2008)04004103基于推倒分析的圆形与矩形截面形式桥墩的对比研究*陈芳芳,谢颂诗(兰州交通大学土木工程学院,甘肃兰州730070)摘要:推倒分析方法作为一种结构非线性地震响应的近似计算方法,以其概念简明、操作简便、能用图形方式直观地表达结构的抗震能力与需求等特点,正逐渐受到重视和推广.对圆形截面和矩形截面桥墩进行Pushover分析,通过实例计算,比较这两种不同形
2、式截面桥墩的抗震性能.一般说来,圆形桥墩抗震性能好一些.关键词:圆形截面;矩形截面;桥墩;抗震;Pushover法中图分类号:U442.55文献标识码:A静力弹塑性分析方法(PushoverAnalysis)作力弹塑性(Pushover)分析是通过对结构施加能近为一种结构非线性响应的简化分析方法,与弹性静似反映地震动作用的水平静力荷载,逐步增加荷载力分析和动力时程分析法相比,既克服了非线性动大小,进行非线性分析,直到结构达到目标位移或者力时程分析技术复杂,计算工作量大,耗费机时,对形成倒塌破坏机构.以此来判断结构是否能经受住地震输入敏感,处理复
3、杂等缺点,又考虑了结构在地未来可能发生的地震作用.静力弹塑性Pushover震作用下的弹塑性性质,可以近似了解结构在地震分析方法的基本工作分两个部分:作用下的内力和变形特性、塑性铰出现顺序和位置、(1)建立侧向荷载作用下的结构荷载位移曲薄弱环节及可能的破坏机制,得到比静力弹性分析线(求能力曲线).甚至动力分析更多的重要信息,因而引起越来越多(2)对结构抗震能力的评估(求需求曲线).的学者的关注.2)Pushover分析的主要步骤:Krawinkler总结Pushover分析的基本概念,(1)准备结构数据.包括建立结构模型,构件的分析的精度,可以提供的信息,及
4、失效条件;Kilar针物理常数和恢复力模型等.对非对称结构提出了简化Pushover分析拟三(2)计算结构在竖向荷载作用下的内力(将其维数值模型,阐述了不同矩形构件的底部剪力顶与水平力作用下的内力叠加,作为某一级水平力作部位移关系和计算过程;叶献国对能力谱法进行了用下构件的内力,以判断构件是否开裂或屈服).改进.不仅计算简便、概念直观,而且还能得到结构(3)在结构每一层的质心处,施加沿高度分布在任意给定地震作用下的弹塑性反应.Pushover的某种水平荷载.施加水平力的大小按以下原则确方法在不断完善的同时也逐渐应用于各工程领域,定:水平力产生的内力与第
5、2步所计算的内力叠加例如进行结构行为分析、抗震设计与结构抗震性能后,使一个或一批构件开裂或屈服.评估,结构可靠性设计等.(4)对于开裂或屈服的构件,对其刚度进行修本文选用圆形与矩形截面形式桥墩进行静力弹改后,再施加一级荷载,使得又一个或一批构件开裂塑性分析,比较这两种截面形式桥墩的优缺点,对以或屈服.后的抗震研究具有一定的现实意义.(5)不断重复3、4步,直至结构顶点位移足够大或塑性铰足够多,或达到预定的破坏极限.1Pushover方法的原理、基本假定与计算(6)绘制结构的力位移关系曲线,即推倒分析步骤曲线.1)静力弹塑性方法的基本原理和主要步骤,静(7)由
6、上一步的分析得到结构的弹塑性力变*收稿日期:20080410作者简介:陈芳芳(1980),女,吉林松原人,硕士生.42兰州交通大学学报第27卷形关系曲线(称为能力曲线),它描述了结构抵抗侧程序是MIDASCivil6.7,两个桥墩的计算高度、截向荷载的能力,再由得到的抗侧向荷载能力曲线计面面积、配筋率均相同,用常加速度水平加载模式.算结构在设防烈度等级下的位移要求,即目标位移.算得的桥墩结果见表1及图3.图3中基底的最大3)静力弹塑性方法的基本假定,静力弹塑性剪力值与图4,5中性能点处的谱位移值和剪力值均(Pushover)分析方法主要以下面两个假定为基
7、础:列于表1.(1)假定结构的地震反应仅由第一振型控制.表1剪力、谱位移值(2)假定结构沿高度的变形可由形状向量表Tab.1Forceofshearanddisplacement示,且在整个地震反应过程中,变形形状保持不变.项目圆形矩形基底最大剪力/kN327.075331.329尽管上述两个假定在理论上不完全正确,但已性能点处谱位移值/m0.099540.09748有的研究表明:对于响应以第一振型为主的结构最性能点处的剪力/kN305.1310.2大地震反应,静力弹塑性分析法可以得到合理的估由表1可知,圆形截面的基底最大剪力比矩形计.已有学者研究了高度及
8、不同加载形
