基于擬力法的橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析.pdf

1、橋梁結(jié)構(gòu)是交通系統(tǒng)的重要工程結(jié)構(gòu)，是生命線工程的關(guān)鍵部分，在地震發(fā)生后的緊急救援和抗震救災(zāi)、災(zāi)后重建中有著極其重要的地位。近年來，橋梁結(jié)構(gòu)在地震災(zāi)害中破壞嚴(yán)重，大大的影響了震后救災(zāi)工作，造成了嚴(yán)重的人員傷亡，并帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。所以，分析橋梁結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)是至關(guān)重要的。目前，橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力彈塑性分析主要為有限元方法，如成熟的大型有限元分析軟件ANSYS、Midas以及SAP2000等。但有限元方法分析中剛度矩陣不斷發(fā)生變化，需要大量

2、的矩陣迭代運(yùn)算，同時(shí)存在計(jì)算時(shí)長(zhǎng)、穩(wěn)定性等問題，不利于橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力彈塑性分析。所以，在已有分析方法的基礎(chǔ)上，對(duì)于新方法的研究迫在眉睫。
　　本文主要基于擬力法的基本理論，結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)非線性變形特點(diǎn)，從而應(yīng)用擬力法分析橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力彈塑性響應(yīng)，并將分析結(jié)果與有限元軟件SAP2000的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行對(duì)比分析，證實(shí)基于擬力法的非線性分析具有準(zhǔn)確性和有效性。橋梁結(jié)構(gòu)的非線性分析推導(dǎo)中，考慮鋼筋混凝土開裂引起的剛度變化不利影響，并應(yīng)用MAT

3、LAB編程計(jì)算。主要內(nèi)容包括以下三部分:
　　1.介紹擬力法基本理論。以目前國內(nèi)外學(xué)者對(duì)擬力法理論的研究現(xiàn)狀和研究成果為前提，詳細(xì)闡述了擬力法基本理論。根據(jù)擬力法基本理論，推導(dǎo)了基于擬力法的結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的計(jì)算過程和非線性分析中需要注意的問題。
　　2.在擬力法基本理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)變形特點(diǎn)，進(jìn)行了橋梁結(jié)構(gòu)的地震非線性響應(yīng)分析。首先介紹了橋梁結(jié)構(gòu)非線性變形特點(diǎn)（如塑性鉸位置等），考慮鋼筋混凝土開裂引起的剛度降低

4、影響，然后推導(dǎo)了基于擬力法的橋梁結(jié)構(gòu)非線性響應(yīng)計(jì)算過程;其次利用MATLAB軟件編程，分析了某五跨橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力彈塑性響應(yīng)，并對(duì)響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行了分析和總結(jié)。
　　3.對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，并將響應(yīng)結(jié)果與擬力法非線性分析結(jié)果對(duì)比，得出論文的研究結(jié)論。利用大型有限元軟件SAP2000分析橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力彈塑性響應(yīng)，并將響應(yīng)結(jié)果（位移、速度、加速度、塑性變形和塑性鉸等）與擬力法分析結(jié)果對(duì)比分析，從而驗(yàn)證了擬力法在橋梁結(jié)構(gòu)非線性分析中的有