考慮倒塌的鋼筋混凝土橋梁地震反應(yīng)全過(guò)程仿真分析研究.pdf

1、本文采用計(jì)算機(jī)仿真分析的方法進(jìn)行考慮了倒塌的橋梁地震反應(yīng)全過(guò)程仿真分析,可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)"數(shù)值振動(dòng)臺(tái)"的作用.通過(guò)計(jì)算機(jī)中的"實(shí)驗(yàn)"可以了解該種結(jié)構(gòu)的易損性,確定其在地震作用下的薄弱環(huán)節(jié)及倒塌模式,建立防倒塌機(jī)制,指導(dǎo)橋梁抗震概念設(shè)計(jì).本文完成的主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)總結(jié)評(píng)述了結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析的各種數(shù)值方法.主要包括靜力的推倒分析法、反應(yīng)譜法和動(dòng)力的彈塑性結(jié)構(gòu)時(shí)程分析方法,后者主要包括有限單元法和散體單元法.(2)在比較典型數(shù)值分

2、析方法的基礎(chǔ)上,采用基于顯式積分的動(dòng)力時(shí)程分析手段進(jìn)行非線(xiàn)性動(dòng)力方程的求解.建立了基于三維實(shí)體單元的鋼筋混凝土橋梁仿真分析模型,該模型能真實(shí)模擬實(shí)際結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的幾何尺寸、空間位置、連接條件和邊界條件,方便地描述斷裂構(gòu)件的接觸關(guān)系.(3)通過(guò)比選現(xiàn)有動(dòng)力非線(xiàn)性有限元分析軟件,采用了商用軟件LS-DYNA進(jìn)行仿真分析,采用CANNY進(jìn)行彈塑性推倒分析;(4)通過(guò)對(duì)懸臂梁端部集中力作用下?lián)隙鹊挠?jì)算和對(duì)一座獨(dú)柱式橋墩的高架橋動(dòng)力特性計(jì)算,研究了

3、倒塌分析中單元形狀選取、單元積分點(diǎn)數(shù)、積分算法、是否考慮沙漏等因素對(duì)計(jì)算速度和精度的影響等幾個(gè)算法問(wèn)題;(5)基于顯式積分技術(shù)的仿真分析的特點(diǎn)是計(jì)算量非常大,因此改善計(jì)算效率是解決問(wèn)題的關(guān)鍵.本文研究了保證計(jì)算精度的前提下的幾種改善計(jì)算效率方法,包括聚集質(zhì)量、合理定義剛性體和合理定義接觸等;(6)研究了準(zhǔn)確模擬對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)性能影響明顯的鉸支座建模方法,以及仿真分析結(jié)果的圖形、動(dòng)畫(huà)輸出手段;(7)將考慮倒塌的地震全過(guò)程仿真分析方法運(yùn)用于工程