钢管混凝土拱桥极限承载力分析的自适应方法.pdf

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1、第30卷第3期2017年3月中国公路学报ChinaJ．Highw．Transp．V01．30Mar．No．32017文章编号：1001—7372(2017)03一0191-09钢管混凝土拱桥极限承载力分析的自适应方法杨绿峰1’2，郑健1’2，张伟1’2，欧(1．广西大学土木建筑工程学院，广西南宁530004；伟1’2，刘慧娟1’22．广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室，广西南宁530004)摘要：针对现行钢管混凝土结构极限承载力分析的增量非线性有限元法主要依据钢管混凝土的弹塑性本构关系建立非线性迭代计算公式，其计算

2、原理复杂、效率低，难以满足工程设计和分析要求的状况，建立了钢管混凝土拱桥结构极限承载力分析的自适应弹性模量缩减法。首先对不同受力条件下材性差异较大的圆形截面钢管混凝土构件，根据统一理论和承载力相关方程确定了构件的广义屈服函数，进而利用全面试验法在广义屈服面上设置配点，并在极值点附近加密配点，通过回归分析建立了齐次广义屈服函数，据此定义了单元承载比、承载比均匀度和基准承载比，提出了钢管混凝土拱桥高承载单元的自适应识别准则。然后，利用变形能守恒原则建立了弹性模量调整策略，通过自适应缩减高承栽单元的弹性模量模拟结构在加载过程中的

3、刚度损伤，并利用线弹性迭代分析计算钢管混凝土拱桥的极限承载力。最后讨论了离散单元数量、荷栽分布方式以及广义屈服函数的齐次性对结果的影响，并将该方法与模型试验及增量非线性有限元法的计算结果开展了对比分析。研究表明：该方法能够体现钢管混凝土不同材料纤维在受力变形过程中的自适应调整能力，并通过对拱桥结构损伤演化的自适应模拟取得较高的计算精度和计算效率。关键词：桥梁工程；钢管混凝土拱桥；弹性模量缩减法；极限承载力；齐次广义屈服函数中图分类号：U448．22文献标志码：ASelf_adaptiVeApproachforAnalysi

4、sCapacity0fConcrete—filledSteelofUltimateLoadBearingTubularArchBridgesYANGLu—fen91”，ZHENGJianl～，ZHANGWeil～，OUWeil～，LIUHui—juanl’2(1．SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，GuangxiUniversity，Nanning530004，Guangxi，China2．KeyLaboratoryofEnginee“ngDisasterPreventionan

5、dStructuralSafetyofMinistryofEducation，GuangxiUniversity，Nanning530004，Guangxi，China)Abstract：Aimedatthecomplexity，inefficiencyanddifficultyinmeetingtherequirementsofengineeringdesignandanalysisofcurrentincrementalnonlinearfiniteelementmethod(INFEM)forevaluationof

6、theultimateloadbearingcapacity(ULBC)oftheconcrete—filledsteeltube(CFST)，employedthenonlineariterativealgorithmonthebasisoftheelasto—plasticconstitutionoftheCFST，asel卜adaptivemethodofelasticmodulusreductionwaspresentedforevaluationoftheULBCofconcrete—filledsteeltub

7、ulararchbridges．Firstly，theunitedtheoryandthecorrelationequationofbearingcapacityforthecylindricalCFSTmemberwithdifferentmechanicalpropertiesatdifferentloadingconditionswereemployedtodevelopthecorresponding收稿日期：2016一04—12基金项目：国家自然科学基金项目(51478125，51469004)；广西自然科学基金

8、重大项目(2012GxNSFEA053002)作者简介：杨绿峰(1966一)，男，河南鲁山人，教授，博士研究生导师，工学博士，E—mail：lfyang@gxu．edu．cn。通讯作者：张伟(1977一)，男，四川达县人，教授，博士研究生导师，工学博士，E—mail：zhangwei@gxu．edu．c