李宁，梁伟

(西南交通大学土木工程学院，四川成都610031)

近年来，地震发生频繁。在地震作用下，桥梁结构往往进入弹塑性状态。常规的弹性计算，如静力法、反应谱法，不能反映结构的非线性特征。设计规范采用综合影响系数或强度折减系数来考虑结构的弹塑性行为及材料的超强性能，但这种经验的参数选取缺乏令人信服的依据。因此，在地震作用下，合理、正确地模拟钢筋混凝土墩柱的弹塑性行为是非常有必要的。对弹塑性行为的描述有基于实体的微观模型和基于弹塑性梁单元的宏观模型。其中后者概念清晰，分析时间短，其结果在某些程度上更准确。目前我们进行弹塑性分析时常用的三种单元:基于刚度法的纤维梁柱单元、基于柔度法的纤维梁柱单元及带塑性铰的梁柱单元。基于集中铰模型的杆系有限元分析方法需要预先定义塑性铰及其位置，并给定塑性铰的滞回曲线。文献［1］中提出了这种分析模型存在的问题:①塑性铰长度取值问题;②尽管拥有大量的试验数据，塑性铰的滞回曲线关系还是不易确定。在文献［2］对基于刚度、柔度的纤维单元进行了讨论，并详细给出基于柔度法建立纤维单元的有限元方程式。本文利用MIDAS软件，以一悬臂梁桥为例，建立纤维单元的精细有限元模型，进行弹塑性状态下的动力时程分析，并讨论纤维单元的参数对计算结果的影响，为设计和研究提供有价值的参考。

1 弹塑性纤维梁柱单元

纤维单元是将构件离散成许多段，每一段的特性由中间横截面来代表，而该横截面又进一步被离散成许多所谓的纤维，这些截面纤维只有轴向变形，其轴向变形又对应于截面的轴向变形和弯曲变形(图1)。……