水平双向地震作用下钢桥墩损伤区域长度研究

钢板局部失稳是典型的钢桥墩地震破坏形式之一,因此在进行结构地震反应分析时需要考虑钢板局部变形对计算结果的影响。为了研究钢桥墩结构的地震损伤特征并为建立合理的杆系-板壳混合单元模型提供依据,以矩形截面钢桥墩为对象,采用板壳有限元模型和修正双曲面滞回本构模型分析了结构在水平双向反复荷载作用下的破坏过程,讨论了加载路径对桥墩承载力、延性以及极限状态下局部变形特性的影响;通过结构参数分析拟合了钢桥墩地震损伤区域长度预测公式;通过全板壳单元模型和杆系-板壳混合单元模型的桥墩弹塑性地震反应分析结果对比,验证了损伤区域长度预测公式的适用性。结果表明:钢桥墩在单方向上的承载能力和延性特性与荷载作用路径有关,沿正方形加载时结构的延性最小,沿斜方向加载时结构的承载力最小;荷载作用路径对钢桥墩极限状态下的损伤区域长度影响不明显;矩形截面钢桥墩地震损伤区域长度主要与截面宽度及横隔板间距有关,根据这2个参数建立的钢桥墩地震损伤域区域长度预测公式能够正确反映结构在水平双向地震作用下发生局部失稳的范围。该公式可为钢桥墩地震损伤范围预测以及合理混合单元模型的建立提供参考依据,但预测结果偏于保守,精度仍有待于进一步提高。