基于纤维模型的钢管混凝土拱非线性失稳分析

山东大学学报(工学版)

基于纤维模型的钢管混凝土拱非线性失稳分析

周勇¹，　张峰²，　李术才²，　李术忱²

1. 长安大学公路学院，陕西西安710064；2. 山东大学土建与水利学院，山东济南250061

收稿日期:2007-04-09 修回日期:1900-01-01 出版日期:2007-12-24 发布日期:2007-12-24
通讯作者: 周勇

Nonlinear stability analysis of concrete filled steel tubular arches based on the fiber model

ZHOU Yong¹，ZHANG Feng²，LI Shu-cai²，LI Shu-cheng²

1. Highway College，Chang'an University，Xi'an 710064，China；2. School of Civil and Hydraulic Engineering，Shandong University，Jinan 250061，China

Received:2007-04-09 Revised:1900-01-01 Online:2007-12-24 Published:2007-12-24
Contact: ZHOU Yong

摘要/Abstract

摘要： 对一个模型拱进行了非线性分析，研究了钢管混凝土拱的力学性能.计算分析时选择了合理的材料本构关系，采用基于柔度法的非线性梁柱单元,推导了纤维模型的计算公式.研究结果表明：横向荷载对横向位移的影响比竖向位移显著,横向荷载对竖向位移的影响表现在加载后期，而对横向位移的影响贯穿加载全过程.横向荷载能显著降低拱的承载能力，横向荷载为竖向荷载的50%时，拱的承载能力折减约50%.跨中横向荷载比1/4跨横向荷载对拱的承载能力的折减程度大.研究认为：拱桥的设计必须充分考虑横向荷载对结构受力性能影响.

关键词: 钢管混凝土拱, 非线性, 纤维模型, 横向荷载

Abstract: Through nonlinear analysis concrete filled steel tubular arches' mechanical property was researched. The appropriate constitutive equation was selected. Flexibilitybased nonlinear beamcolumn element was used. The calculation formulae of the fiber model were deduced. The mechanical researches show that lateral loads acts more influence on lateral deformation than vertical deformation. The influence of lateral loads on vertical deformation is presented at last loading stage, while the influence on lateral deformation is presented throughout the entire loading history. The lateral loads decreases the ultimate loading capacity of arches significantly. When the lateral load is equal to the 50% of vertical load, the ultimate loading capacity of arches lost 50%. Lateral loads at mid span put more influence on lateral deformation than that at 1/4 span. It is concluded that influence of lateral load on the arch bridges must be considered fully during the design of arch bridges.

Key words: tubular arches, nonlinear, fiber model, lateral load

中图分类号:

U448.35

周勇,张峰,李术才,李术忱 . 基于纤维模型的钢管混凝土拱非线性失稳分析[J]. 山东大学学报(工学版), 2007, 37(6): 106-110 .

ZHOU Yong,ZHANG Feng,LI Shu-cai,LI Shu-cheng . Nonlinear stability analysis of concrete filled steel tubular arches based on the fiber model[J]. JOURNAL OF SHANDONG UNIVERSITY (ENGINEERING SCIENCE), 2007, 37(6): 106-110 .

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