第十二届南方计算力学学术会议 (SCCM-12)

188 / 2019-08-31 15:04:33

FIU人行桥结构连续倒塌过程数值模拟及破坏评估分析

FIU人行桥，钢筋混凝土结构，连续倒塌，数值仿真

计算力学在工程中的应用 > 断裂、疲劳与损伤等行为研究

美国FIU人行桥为两跨预应力钢筋混凝土桥，2018年3月结构在施工过程中发生连续倒塌。为了深入考察倒塌破坏的原因，本文进行了有限元仿真评估。应用混凝土塑性损伤本构模型并利用Najar损伤理论计算损伤因子，建立了精细化的有限元模型。结合去除关键构件法，实现了结构破坏和倒塌过程的完全模拟，得到了与现场记录视频几乎完全一致的倒塌行为瞬时图像。模拟结果能够较好地还原整个倒塌过程，说明本文所采用的计算策略和材料本构关系、加载条件、损伤和失效准则等是行之有效的。在此基础上，文中进一步考察了结构倒塌过程中不同时刻的变形与破坏形态，探讨了关键构件对于结构发生连续倒塌的重要作用。分析结果表明：结构的倒塌是由边跨底部节点的破坏造成的; 结构鲁棒性分析对于抗倒塌设计十分重要。所给出的数值结果和结论，可为桥梁倒塌事故原因评定提供参考。文中详细给出了有限元分析过程的关键信息。