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地震作用下梁式桥的弹塑性反应分析

徐长玉  
【摘要】:近年来发生的一系列大震表明,对桥梁进行大震作用下的弹塑性分析是十分必要的。桥梁是交通运输系统的枢纽工程,是生命线工程的重要组成部分,在现代化社会生活和工作运行中起着越来越重要的作用。地震中,桥梁的破坏将导致交通中断,这不但会影响人们的正常生活和经济的运行,造成严重的经济损失,而且将影响震后的救灾工作,使人员不能安全顺利疏散,并阻碍向灾区紧急输送救援人员和救灾物资,从而加剧地震灾害。本文的研究工作对设计中采取措施增强桥梁的抗震能力,保证桥梁在地震中的安全和正常使用,具有重要的理论价值和实用意义。 本文通过查阅大量的文献,收集了大量弹塑性反应分析的资料,结合算例探讨了梁式桥的弹塑性反应,主要研究内容和结论如下: (1) 详细阐述了梁式桥的弹塑性时程分析的步骤,整体及单元计算模型的选取; (2) 在对结构构件截面受力变形后的状态、钢筋和混凝土的应力—应变关系作出相关假定的基础上,采用数值计算方法,通过编制程序来求解结构构件的M-φ曲线,这与通过实验来获得结构构件的M-φ曲线相比是一种经济有效的方法,具有实用价值; (3) 使用科学计算语言Fortran编制了梁式桥的弹性和弹塑性反应分析程序; (4) 通过算例探讨了罕遇地震作用下梁式桥的弹性和弹塑性反应,研究表明:弹性和弹塑性反应结果有很大的差距;在罕遇地震作用下,墩明显进入了塑性阶段,因此考虑墩的弹塑性是十分必要的; (5) 研究了桥墩截面配筋率、截面面积的变化,对结构的位移、加速度和桥墩截面的剪力、弯矩的影响,并得出了相关的结论。 以上结论对工程设计中进行桥墩的弹塑性设计,进行桥墩塑性铰区域细部设计具有参考价值。


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