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重返桥梁垮塌现场-钢桥失效事故有限元模型分析

时间:2023-08-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:采用Robot Millennium v18.0.1软件建立多个有限元模型,考虑材料的非线性效应,进行结构变形和垮塌过程分析[10]。班德豪尔显然是忽视了尺寸效应。图2.7桥梁上部结构三维简化分析模型图2.8假定的锻铁应力-应变曲线图2.9结构分析中桥梁活荷载的假定分布由于Robot Millennium软件只能分析常规双线性应力-应变曲线,因此通过建立了两个模型绘制了图 2.8 中的三线性应力-应变曲线。在应力最大的单元达到Fy2后,利用第二个模型研究三线应力-应变曲线的第三部分。

重返桥梁垮塌现场-钢桥失效事故有限元模型分析

采用Robot Millennium v18.0.1软件建立多个有限元模型,考虑材料的非线性效应,进行结构变形和垮塌过程分析[10]。图2.7为桥梁上部结构的三维模型示意图,由192个节点和332个单元组成[12, 13]。由于缺乏当时所用锻铁拉索的应力-应变曲线,分析时根据参考数据[17, 21-27]采用图 2.8 所示的三段直线型应力-应变曲线,各转折点分别为:下屈服点Fy1=172 MPa (对应应变0.000 89),上屈服点Fy2=230 MPa(对应应变0.001 49),极限抗拉强度Fu=345 MPa (对应应变0.300 00)。活载分布如图 2.9 所示。为模拟垮塌时观众的位置,将活载系数Q置于靠近东侧拉索的位置,图示活载系数Q的纵向分布也是模拟桥上人群主要集中在桥梁南侧。对于拉索极限抗拉强度,班德豪尔参考小试件(截面积为2 mm2)的试验结果,取值相当于现在的 500 MPa,实际上他所用拉索直径为 24~48 mm,由于尺寸效应,实际拉索极限抗拉强度只有小试件值的70%。班德豪尔显然是忽视了尺寸效应。

图2.7 桥梁上部结构三维简化分析模型

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图2.8 假定的锻铁应力-应变曲线

图2.9 结构分析中桥梁活荷载的假定分布

由于Robot Millennium软件只能分析常规双线性应力-应变曲线,因此通过建立了两个模型绘制了图 2.8 中的三线性应力-应变曲线。在第一个模型中,计算应力小于等于Fy2的区域只考虑了三线性关系的前两个部分。在应力最大的单元达到Fy2后,利用第二个模型研究三线应力-应变曲线的第三部分。

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