基于混凝土损伤塑性模型的桥墩地震响应分析 - 长江科学院院报.pdf

　 第２９卷第６期 长　江　科　学　院　院　报 Ｖｏｌ．２９　Ｎｏ．６　　 　　２０１２年 ６月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｊｕｎ．２０ １２　 　 　　文章编号：１００１－５４８５（２０１２）０６－００７９－０４ 基于混凝土损伤塑性模型的桥墩地震响应分析 １ １ １ ２ 王　维 ，何丽丽 ，李涛涛 ，黄　信 （１．天津市水利勘测设计院，天津　３０００７２；２．天津市建筑设计院结构研发中心，天津　３０００７２） 摘要：为确保桥梁结构在强震作用下的安全，对钢筋混凝土桥墩进行了地震响应分析。基于损伤因子建立混凝土 损伤塑性模型，考虑混凝土材料在动力荷载作用下的损伤演化，并利用损伤塑性模型对钢筋混凝土桥墩进行地震 响应分析，同时分析了损伤塑性模型中膨胀角等参数对桥墩地震响应的影响。分析表明：混凝土损伤塑性模型能 够较好地模拟混凝土构件在动力荷载作用下的损伤发展，所以在钢筋混凝土桥墩动力分析中应采用损伤塑性模型 描述混凝土材料力学性能。 关　键　词：钢筋混凝土桥墩；地震响应分析；损伤塑性模型；损伤因子 中图分类号：Ｕ４４２．５５　　　文献标志码：Ａ 本构并对混凝土坝进行地震响应分析，该本构能够 很好地描述混凝土材料的应变软化、刚度退化及恢 １　研究背景 ［６］ 复等特性 。ＰｅｔｅｒＧ基于有效应力和塑性应变建 桥梁结构作为交通运输枢纽发挥着重要作用， 立了考虑混凝土失效的三轴损伤塑性本构，并应用 然而在强震作用下桥梁结构会发生严重损坏，从而 ［７］ 于钢筋混凝土柱的分析 。ＬｕｄｏｖｉｃＪ等基于各向 使交通运输中断并造成巨大的经济损失。许多学者 同性损伤和受压屈服塑性面建立了损伤弹塑性本 对桥梁抗震进行了深入的研究［１－２］，主要包括地震 ［８］ 构，并利用试验对本构模型进行了验证 。张劲等 动输入、地震反应分析方法、土－结构相互作用及结 基于ＡＢＡＱＵＳ软件对ＬｅｅＪ等建立的混凝土损伤塑 构非线性问题等方面。桥梁结构在地震作用下上部 ［１０］ 性模型参数的确定进行了研究 。方秦等也利用 结构破坏比较少见，桥墩震害往往是引起桥梁倒塌 ＡＢＡＱＵＳ软件验证了ＬｅｅＪ等建立的损伤塑性模型 并在震后难以修复使用的主要原因［３］，所以为确保 ［１１］ 在分析混凝土材料和构件静力性能的有效性 。 桥梁结构的安全，应对桥墩结构在地震作用下的动 然而对于结构动力分析中混凝土材料采用弹性本构 力响应进行分析。 和塑性损伤本构对结构响应的差异尚无具体研究， 现有桥墩主要采用钢筋混凝土材料，选择合适 同时损伤塑性模型中膨胀角等参数在数值分析中一 的混凝土本构模型对于在数值分析中获得正确的桥 般按默认值取值，所以本构模型中相关参数取值对 墩地震响应至关重要。混凝土本构主要分为弹性本