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《桥梁群桩基础抗震能力值灵敏性分析_韩振峰》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第27卷第4期深圳大学学报理工版Vol127No142010年10月JOURNALOFSHENZHENUNIVERSITYSCIENCEANDENGINEERINGOct.2010文章编号:1000-2618(2010)04-0452-07=土木建筑工程>桥梁群桩基础抗震能力值灵敏性分析韩振峰,叶爱君(同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092)摘要:探索影响桥梁高桩承台群桩基础抗震能力值的关键因素,在OpenSees平台下,对位于黏土中的高桩承台群桩基础建立非线性有限元模型,采用二阶中心差分法进行灵敏性分析.结果表明,群桩基础抗震能力值的各衡量指标,对混凝土抗压屈服强
2、度的反应灵敏性较小,对钢筋抗拉屈服强度和土体黏聚力-2的反应灵敏性较大,对桩体核心混凝土截面积的反应灵敏性较平稳;差分步长取10倍均值是合理的.进一步的群桩基础动力可靠度分析要重点考虑钢筋抗拉屈服强度和土体黏聚力对系统失效概率的影响.关键词:桥梁工程;高桩承台;群桩基础;抗震能力;二阶中心差分法;纤维单元中图分类号:U44215文献标识码:A桥梁高桩承台群桩基础在受到地震荷载作用后性因素,采用简便的二阶中心差分法对其进行了抗会在结构体系内产生一定的内力和变形,即地震反震能力值的灵敏性分析,得到了影响高桩承台群桩应需求.当此需求值小于群桩基础的能力值时,基基础抗震能力值的灵敏性参数
3、.础结构损伤小,否则,基础结构可能有很大损伤.群桩基础的抗震能力值与桩体、桩周土体和桩土之1分析方法间的接触等因素有关,何种因素对其抗震能力值贡献大,目前尚不十分明确.要探寻影响群桩基础抗在有限元分析中连续结构系统被离散化,并表震能力值的因素,就要找到对群桩基础的抗震能力示成一组代数方程为(以静力系统为例)值影响最大的参数,即进行灵敏性分析,得到灵敏K(S,h)q(S,h)=Q(S,h)(1)性最大的元件.相关学者对桩基础结构进行了参数其中,S为时间变量,h为系统设计参数;K(S,h)为[1]灵敏性研究,并得出了相应的结论.Hafez等使N@N阶刚度矩阵;Q(S,h)为N@1阶外
4、节点荷载矩用联合系统方法,对位于非均匀土层中的桩顶固结阵,设其显式依赖于h;q(S,h)为N@1阶节点位群桩结构进行了参数灵敏性分析,得到了灵敏性因移矩阵,其隐式依赖于h.传统的力学分析假设设子和灵敏性算子,但该法较烦琐,不便于实际应计参数h是不变的,结构灵敏性分析则认为系统的[2]用.DeCock对单桩的荷载位移特征行为进行了反应特性是h的函数,显然这是符合实际的,因为研究,分析影响桩体变形的灵敏性因素,但其研究现实的结构系统跟理想结构有差别,如结构几何和[3]对象是单桩结构.XiaoXC等使用非线性文克勒材料缺陷等.地基梁模型,对群桩结构进行了动力反应及灵敏性结构响应灵敏性是
5、指结构设计参数h发生单位分析,可知桩土刚度比是最重要的灵敏性控制参变化量时,结构响应产生的变化数量.响应灵敏性[4]数,但主要针对群桩结构的地震反应需求,而不是为W=$q/$h,W的计算方法主要有有限差分法抗震能力.本研究在OpenSees平台下,对实际桥FDM(finitedifferencemethod)、直接微分法DDM梁高桩承台群桩基础建立了有限元模型,考虑非线(directdifferentiationmethod)、联合系统方法ASM收稿日期:2010-04-06;修回日期:2010-09-21基金项目:国家自然科学基金资助项目(50878147)作者简介:韩振峰(1
6、976-),男(汉族),安徽省巢湖市人,同济大学博士研究生.E-mai:lh_z_feng@yahoo1com1cn通讯作者:叶爱君(1970-),女(汉族),同济大学教授、博士生导师.E-mai:lyeaijun@tongji1edu1cnhttp://journal.szu.edu.cn第4期韩振峰,等:桥梁群桩基础抗震能力值灵敏性分析453(adjointsystemmethod)和半解析方法(sem-iana-梁柱单元模拟,每根单桩桩底固结,桩顶节点之间lyticalmethod).其中,FDM与DDM操作简便,较采用刚臂连接,承台重量及上部结构反力通过在承为常用,其余方
7、法都较为烦琐,实际应用较困难.台形心处(图1中A点)施加集中力来代替,桩周虽然DDM在效率和精度上高于FDM,但对于非线土体采用非线性p-y弹簧单元模拟.性结构系统来说,DDM的算法设计较为困难,FDM有一定优势,尤其是采用二阶中心差分法后,截断误差在一定程度上得到控制,当然截断误差还和差分步长$h的选择有关,其定义式为q(h+$h)-q(h-$h)2W=+0($h)(2)2$h本研究采用二阶中心差分法,以若干结构系统参数为随机变量进行摄动,对桥梁群桩基础进行了抗震能力值的灵敏性
