土-结构相互作用的桥梁多尺度建模与分析
作者:
作者单位:

[1.上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,上海市 200082;2.上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司天津分公司,天津市 300202;3.山西省大同市住房和城乡建设局, 山西 大同 037000]

作者简介:

刘亚强(1990—), 男, 硕士, 工程师, 一级建造师, 从事结构设计与抗震方面的研究工作。

中图分类号:

U442.5 + 5


Multi-scale Modeling and Analysis of Soil-structure Interaction in Bridge
  • 摘要
  • | |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • | | |
  • 文章评论
    摘要:

    考虑土-结构相互作用(SSI)是地震激励下桥梁抗震性能评估的热难点之一。由于考虑土体影响多而建立的结构模型计算耗时极长,为了提高效率,现采用一致多尺度建模方法,将所研究部位建为实体单元,其他部位建为梁单元,单元之间采用适当的方法进行界面连接,保证宏观、精细单元间的变形协调,并对某一桥梁进行分析,验证了该方法的正确性。在此基础上,基于多尺度建模方法,建立三跨连续梁桥模型,对其进行弹塑性时程分析,对比分析考虑SSI和不考虑SSI效应的桥梁模型在地震激励下的响应结果,研究SSI效应对桥梁抗震性能的影响。结果表明:多尺度建模方法可以在保证计算精度的前提下有效地提高计算效率;考虑SSI效应能够有效地降低桥梁的抗震性能需求。因此,在设计时应加以考虑。

    Abstract:

    Soil-structure interaction (SSI) is always one of the hotspots and difficulties in the evaluation of anti-seismic performance of bridges under seismic excitation. It takes a long time to calculate the structural model due to considering the influence of soil. In order to improve the efficiency, the consistent multi-scale modeling method is adopted. The studied parts are built as solid elements and the other parts are built as beam elements. The appropriate method is used between the elements for the interface connection in order to ensure the deformation coordination between the macro and fine elements. The correctness of the method is verified by analyzing a bridge. On this basis, a three-span continuous beam bridge model is established based on the multi-scale modeling method, and its elastic-plastic time history analysis is carried out. The response results of bridge model with SSI and without SSI under seismic excitation are compared and analyzed. The influence of SSI effect on the seismic performance of bridges is studied. The results show that the multi-scale modeling method can effectively improve the calculation efficiency under the premise of ensuring the calculation accuracy. The SSI effect can effectively reduce the seismic performance requirements of bridges. Therefore, this should be taken into account in design.

    参考文献
    [1] 范立础,胡世德,叶爱君. 大跨度桥梁抗震设计[M]. 北京: 人民交通出版社,2001. [2] Ben Dhia H.,Rateau G. The Arlequin method as a flexible engineering design tool [J]. International Journal for Numerical Methods in Engineering,2005,62: 1442―1462.
    [3] 李兆霞,孙正华,郭力等. 结构损伤一致多尺度模拟和分析方法[J]. 东南大学学报(自然科学版),2007,37(2): 251―260.
    [4] 孙正华,李兆霞,陈鸿天. 考虑局部细节特性的结构多尺度模拟方法研究[J]. 特种结构,2007,24(1): 71―75.
    [5] 乔华,陈伟球. 基于Arlequin方法的结构多尺度数值模拟[J]. 浙江大学学报(工学版),2010,44(12): 2314―2319.
    [6] 陆新征,林旭川,叶列平. 多尺度有限元建模方法及其应用[J]. 华中科技大学学报(城市科学版),2008,25(4): 76―80.
    [7] 李培振,万菲. 考虑群体效应的高层建筑土-结构相互作用参数研究[J]. 结构工程师,2019,33(2): 40―51.
    [8] 李培振,吕西林. 考虑土-结构相互作用的高层建筑抗震分析[J]. 地震工程与工程振动,2004,24(3): 130―138.
    [9] 李宇,朱晞,杨庆山. 多振型效应对铁路高柔桥墩弹塑性地震响应的影响[J]. 铁道学报,2011,33(11): 99―105.
    [10] 周大兴. 考虑土-结构相互作用大跨径连续梁桥抗震性能研究[D]. 北京:北京工业大学,2012.
    [11] 陈明琦. 钢筋混凝土空心桥墩抗震性能试验研究[D]. 北京:北京工业大学,2011.
    相似文献
    引证文献
    网友评论
    网友评论
    分享到微博
    发 布
引用本文

刘亚强,王芸.土-结构相互作用的桥梁多尺度建模与分析[J].城市道桥与防洪,2021,(7):253-257.

复制
分享
文章指标
  • 点击次数:157
  • 下载次数: 451
  • HTML阅读次数: 0
  • 引用次数: 0
历史
  • 收稿日期:2020-12-17
  • 在线发布日期: 2021-10-17
关闭