大跨度拱桥弹性动力失稳的简化计算
2012-02-28胡世德
土木与环境工程学报 2012年3期
关键词:结构
徐 艳,胡世德
(同济大学 土木工程防灾国家重点实验室,上海200092)
近20年来,随着越来越多大跨度拱桥的相继建成,促进了各地交通经济的发展,其中更有为数不少的大跨度拱桥因其优美的外形成为城市的地标[1];但另一方面,全球接连发生的几次大地震却表明,震中都位于城市附近,重灾区往往是人口聚集的城市,从而引发对位于城市交通枢纽节点上的许多城市桥梁的抗震性能的特别关注[2-3]。中国已故桥梁专家李国豪先生曾在《桥梁结构的稳定与振动》一书中指出:桥梁结构的稳定性是关系其安全与经济的主要问题之一,它与强度问题具有同等重要的意义[4]。众所周知,其中又以拱桥的稳定问题最为突出。
早期的文献研究表明[5-7]:当结构承受的静载相对较大时,振动分析时就不能忽略失稳因素,此时动力失稳很可能就是结构在振动过程中突发的一种破坏模式。近年来,结构的动力稳定研究取得了很大的进展:文献[8]基于经典动力稳定理论,采用Budiansky and Hutchinson准则针对两端简支的薄壁柱提出了在面内脉冲荷载作用下的临界动力失稳荷载求解的有限元方法;文献[9]针对钢储油罐在水平地震荷载作用下进行了动力失稳的有限元分析,提出了弹性动力失稳的临界峰值加速度PGA;文献[10]为了研究多层钢框架结构在地震作用下的动力稳定性能,对其立柱进行了足尺的单向和循环荷载试验,试验结果以及计算分析表明这种钢立柱在地震荷载作用下会发生多次的非弹性屈曲,但最终仍能抵抗重力荷载;……
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