【摘要】：針對(duì)現(xiàn)行鋼管混凝土結(jié)構(gòu)極限承載力分析的增量非線性有限元法主要依據(jù)鋼管混凝土的彈塑性本構(gòu)關(guān)系建立非線性迭代計(jì)算公式,其計(jì)算原理復(fù)雜、效率低,難以滿足工程設(shè)計(jì)和分析要求的狀況,建立了鋼管混凝土拱橋結(jié)構(gòu)極限承載力分析的自適應(yīng)彈性模量縮減法。首先對(duì)不同受力條件下材性差異較大的圓形截面鋼管混凝土構(gòu)件,根據(jù)統(tǒng)一理論和承載力相關(guān)方程確定了構(gòu)件的廣義屈服函數(shù),進(jìn)而利用全面試驗(yàn)法在廣義屈服面上設(shè)置配點(diǎn),并在極值點(diǎn)附近加密配點(diǎn),通過(guò)回歸分析建立了齊次廣義屈服函數(shù),據(jù)此定義了單元承載比、承載比均勻度和基準(zhǔn)承載比,提出了鋼管混凝土拱橋高承載單元的自適應(yīng)識(shí)別準(zhǔn)則。然后,利用變形能守恒原則建立了彈性模量調(diào)整策略,通過(guò)自適應(yīng)縮減高承載單元的彈性模量模擬結(jié)構(gòu)在加載過(guò)程中的剛度損傷,并利用線彈性迭代分析計(jì)算鋼管混凝土拱橋的極限承載力。最后討論了離散單元數(shù)量、荷載分布方式以及廣義屈服函數(shù)的齊次性對(duì)結(jié)果的影響,并將該方法與模型試驗(yàn)及增量非線性有限元法的計(jì)算結(jié)果開(kāi)展了對(duì)比分析。研究表明:該方法能夠體現(xiàn)鋼管混凝土不同材料纖維在受力變形過(guò)程中的自適應(yīng)調(diào)整能力,并通過(guò)對(duì)拱橋結(jié)構(gòu)損傷演化的自適應(yīng)模擬取得較高的計(jì)算精度和計(jì)算效率。
[Abstract]:Based on the elastoplastic constitutive relation of concrete filled steel tube (CFST), the incremental nonlinear finite element method (FEM) is used to analyze the ultimate bearing capacity of concrete filled steel tube (CFST) structures. The calculation principle is complex and the efficiency is low. It is difficult to meet the requirements of engineering design and analysis. An adaptive elastic modulus reduction method for ultimate bearing capacity analysis of concrete-filled steel tubular arch bridges is established. Firstly, the generalized yield function of circular concrete-filled steel tube members with different material properties under different loading conditions is determined according to the unified theory and bearing capacity equation, and then the collocation point is set on the generalized yield surface by using the comprehensive test method. The homogeneous generalized yield function is established by regression analysis in the vicinity of the extremum, and the unit bearing ratio, the bearing ratio uniformity and the reference bearing ratio are defined. An adaptive identification criterion for high bearing elements of concrete-filled steel tubular arch bridge is presented. Then, by using the principle of conservation of deformation energy, the adjustment strategy of elastic modulus is established, and the stiffness damage of structure during loading is simulated by adaptively reducing the elastic modulus of high bearing element. The ultimate bearing capacity of concrete-filled steel tubular arch bridge is calculated by linear elastic iterative analysis. Finally, the effects of the number of discrete elements, the mode of load distribution and the homogeneity of generalized yield function on the results are discussed, and the results of model test and incremental nonlinear finite element method are compared and analyzed. The results show that this method can reflect the adaptive adjustment ability of concrete filled steel tube fiber in the process of stress and deformation, and obtain high accuracy and efficiency through adaptive simulation of damage evolution of arch bridge structure.
【作者單位】： 廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院;廣西大學(xué)工程防災(zāi)與結(jié)構(gòu)安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51478125,51469004) 廣西自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目(2012GXNSFEA053002)
【分類號(hào)】：U448.22

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