[发明专利]基于能量平衡的钢筋混凝土梁桥地震倒塌判定方法

权利要求书

1.一种基于能量平衡的钢筋混凝土梁桥地震倒塌判定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：创建钢筋混凝土梁桥结构的整体分析有限元模型，针对该整体分析有限元模型，确定地震作用输入方向和地震作用分量组合方式；

S2：选择n种输入地震波，将之逐一施加在所述整体分析有限元模型上，对所述整体分析有限元模型进行地震响应非线性时程分析，其中，每一种输入地震波的地震峰值加速度被设定成由其所对应的最低限值逐渐增大，分析不同地震烈度工况下钢筋混凝土梁桥结构的响应，所述n为大于零的正整数；

S3：计算步骤S2中每个地震烈度工况中的剩余能量比，所述剩余能量比被设定成t时刻的钢筋混凝土梁桥结构剩余体系的累积总能量与外力功之比，将之与一剩余能量比限值做比较，如果计算得到的剩余能量比小于剩余能量比限值，则判定钢筋混凝土梁桥结构进入倒塌阶段，否则，判定钢筋混凝土梁桥结构未倒塌；

所述方法还包括：通过下述公式以计算所述t时刻的钢筋混凝土梁桥结构的剩余能量比ξ：

E(t_i)＝E(t_i-1)+ΔE-E_失效单元

W(t_i)＝W(t_i-1)+ΔW(t_i)

ΔE＝ΔE_K(t_i)+ΔE_D(t_i)+ΔE_R(t_i)+ΔE_H(t_i)

其中，E(t_i)是t_i时刻钢筋混凝土梁桥剩余结构由地震作用产生的累计总能量，E_失效单元是t_i-1至t_i期间钢筋混凝土梁桥新产生的失效单元由地震作用引起的总能量；

W(t_i)是0至t_i时间内由外力累计所做功，ΔW(t_i)为时间增量Δt_i-1/2即t_i-1至t_i期间外力所做功；

ΔE、ΔE_K(t_i)、ΔE_D(t_i)、ΔE_R(t_i)、ΔE_H(t_i)分别为钢筋混凝土梁桥体系t_i时刻的总能量、动能、阻尼能、应变能、沙漏能的增量。

2.根据权利要求1所述的基于能量平衡的钢筋混凝土梁桥地震倒塌判定方法，其特征在于，步骤S1中，根据钢筋混凝土连续梁桥的设计资料以建立该钢筋混凝土连续梁桥结构的整体分析有限元模型。

3.根据权利要求1所述的基于能量平衡的钢筋混凝土梁桥地震倒塌判定方法，其特征在于，所述n大于等于3。

4.一种基于能量平衡的钢筋混凝土梁桥地震倒塌判定系统，其特征在于，应用于如权利要求1所述的基于能量平衡的钢筋混凝土梁桥地震倒塌判定方法，所述系统包括：用于创建钢筋混凝土梁桥结构的整体分析有限元模型，针对该整体分析有限元模型，确定地震作用输入方向和地震作用分量组合方式的模块；用于选择n种输入地震波，将之逐一施加在所述整体分析有限元模型上，对所述整体分析有限元模型进行地震响应非线性时程分析，其中，每一种输入地震波的地震峰值加速度被设定成由其所对应的最低限值逐渐增大，分析不同地震烈度工况下钢筋混凝土梁桥结构的响应的模块，所述n为大于零的正整数；用于计算每个地震烈度工况中的剩余能量比的模块，所述剩余能量比被设定成t时刻的钢筋混凝土梁桥结构剩余体系的累积总能量与外力功之比；用于将计算得到的剩余能量比与一剩余能量比限值做比较，如果计算得到的剩余能量比小于剩余能量比限值，则判定钢筋混凝土梁桥结构进入倒塌阶段，否则，判定钢筋混凝土梁桥结构未倒塌的模块。