基于应变指标的斜拉桥桥塔地震损伤演化

为研究大跨度斜拉桥桥塔在地震作用下的损伤演化过程,以某座主跨为432 m的铁路钢桁斜拉桥为例,基于OpenSEES软件建立桥梁有限元模型,采用增量动力分析法,对比了纵向地震波输入下以桥塔截面纵向钢筋应变与曲率为损伤指标的桥塔损伤程度,并选取钢筋应变指标用于桥塔在双向水平地震动作用下的损伤演化过程分析。结果表明:钢筋应变对于桥塔的损伤评价适用性更强;斜拉桥桥塔在地震作用下的损伤主要发生在塔底、中塔柱及上横梁处;纵向地震波输入时,塔底先出现损伤,接着是中塔柱,最后是上横梁处;双向水平地震动作用时,塔底仍最先受损,继而是上横梁处,最后是中塔柱;与纵向地震动单独作用时相比,双向水平地震动作用会显著增大桥塔的损伤程度,在进行桥塔的损伤评估时,应予以重视。

考虑损伤累积钢材料在OpenSees平台的集成

通过材料累积塑性应变得到材料损伤指数,然后对屈服应力和弹性模量进行折减,可以达到考虑材料损伤累积的目的。以简化单轴J2材料为基础,通过二次开发将该损伤钢材集成到Open SEES平台,命名为DUJ2材料。以圆钢管构件数值模拟结果与试验数据的对比验证了所集成损伤钢材的合理性。然后以某施威德勒单层球面网壳的IDA分析说明了考虑钢材料损伤累积对评估钢结构体系在地震下整体特征响应和整体损伤演化的重要影响。