核心物理教師論文物理教學中橋梁抗震分析新方式

　　在設(shè)計中,把地面運動的最大加速度、水平地震系數(shù)和地震烈度聯(lián)系起來,且通常根據(jù)重力加速度g與地面最大水平加速度的統(tǒng)計平均值的比值對水平系數(shù)加以劃分,我國鐵路、公路工程抗震規(guī)范的規(guī)定等等，文章介紹了現(xiàn)在物理教學的新方向。

　　摘要：大地震對橋梁的損害是直接的,同時由于道路的不暢通也進一步造成了更多的人員傷亡及更大的經(jīng)濟損失,然而,地震的發(fā)生是不可避免的。

　　關(guān)鍵詞：橋梁抗震,物理教學,物理教師論文

　　一、 引言 我國是自然災害多發(fā)的國家,從2008年初南方雪災到5月12日震驚世界的汶川特大地震,災害對人民的生命以及財產(chǎn)安全造成了嚴重的影響,同時導致交通、電力、通信、供水、供氣等基礎(chǔ)設(shè)施大面積癱瘓。公路、鐵路工程也會遭到不同程度的破壞。在抗震救災中,公路、鐵路交通運輸是搶救人民生命財產(chǎn)和盡快恢復生產(chǎn)、重

　　建家園的重要環(huán)節(jié)。而橋梁又是其關(guān)鍵部位和控制性工程。因而橋梁抗震是當前重點研究課題和亟待解決的難點問題。本文主要對橋梁抗震分析方法作簡要綜述。

　　回顧歷史,橋梁抗震分析方法的發(fā)展大致經(jīng)歷了靜力法、以動力法為基礎(chǔ)的反應譜法和動態(tài)時程分析法這三個階段。

　　二、靜力法

　　早期結(jié)構(gòu)抗震分析采用的是靜力法。該方法不考慮建筑物的動力特性,假設(shè)結(jié)構(gòu)物為絕對剛性,地震時結(jié)構(gòu)物的運動與地面運動完全一致,結(jié)構(gòu)物的最大加速度等于地面運動最大加速度,于是,結(jié)構(gòu)物所受的最大地震荷載F等于水平地震系數(shù) 與結(jié)構(gòu)物重量W的乘積,或者等于建筑物質(zhì)量m與地面最大加速度 的乘積。即:

　　其中, 為水平地震系數(shù),其值等于地面最大加速度與重力加速度的比值。

　　物理論文：《大學物理》雜志核心期刊教育論文發(fā)表,是中國物理學會主辦的、以高校物理教學研究為主要內(nèi)容的學術(shù)性刊物，刊登與高校物理各學科教學有關(guān)的學術(shù)研究論文、教學研究成果及進展報導，實驗物理技術(shù)與實驗方法、計算物理、基礎(chǔ)物理教學現(xiàn)代化等內(nèi)容的研討文章，以及物理學前沿綜述、專論等。本刊為中國科技論文統(tǒng)計源雜志及我國物理類核心雜志。

　　從震動這一角度分析,把地震加速度看作是結(jié)構(gòu)破壞的唯一因素具有很大的局限性,因為它忽略了結(jié)構(gòu)物的動力特性,這使得靜力法只有在當結(jié)構(gòu)物的基本因有周期比地面卓越周期小很多時才能成立,即結(jié)構(gòu)物在受地震的振動作用時表現(xiàn)為絕對剛體而幾乎不發(fā)生任何變形。由于概念簡單,計算公式簡明扼要,擋土結(jié)構(gòu)和橋臺等質(zhì)量較大的剛性結(jié)構(gòu)物的抗震計算常常采用靜力法。我國的《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》JTJ004-89中擋土墻和路基的抗震強度和穩(wěn)定性均采用靜力法計算地震荷載。

　　三、反應譜法

　　在逐漸認識結(jié)構(gòu)的動力特性后,美國學者在上世紀40年代提出了計算地震力的反應譜法,也叫動力法。它不僅考慮了地震時地面運動的特性,而且考慮了結(jié)構(gòu)物自身的動力特性,是目前工程設(shè)計當中應用最為廣泛的抗震設(shè)計方法。它的設(shè)防標準采用加速度或烈度來表示。

　　該方法稱為彈性反應譜法,因為其是以彈性體系作為研究的對象。但在地震作用下,結(jié)構(gòu)物一般都會發(fā)生彈塑性變形,此時,結(jié)構(gòu)物的延性將起到消耗能量的作用,這就是延性設(shè)計。

　　四、動態(tài)時程分析法

　　時程分析法是上世紀60年展起來的抗震分析方法,用以進行超高層建筑的抗震分析和工程抗震研究等。至于80年代,已成為多數(shù)國家抗震設(shè)計規(guī)范或規(guī)程的分析方法之一。

　　“時程分析法”是由結(jié)構(gòu)基本方程輸入地震加速度記錄進行積分,求得整個時間歷程內(nèi)結(jié)構(gòu)地震作用效應的一種機構(gòu)動力(輔助)計算方法,也就是說滿足規(guī)范要求的時候可以不用它計算。規(guī)范規(guī)定:對于特別不規(guī)則的建筑、甲類建筑及超過一定高度的高層建筑,宜采用時程分析法進行補充計算。

　　以上只是對幾種抗震分析方法進行了簡單介紹,所以,為了能更好地了解并掌握橋梁抗震,更先進、科學的抗震分析方法是必須的,這就要求我們在今后的學習和工作中認真努力、刻苦鉆研。