反应单元范文

反应单元范文（精选3篇）

反应单元 第1篇

一、知识归纳

1. 离子反应

(1)概念与本质:有离子参加或生成的反应叫做离子反应.离子反应的本质是反应物的某些离子浓度减小.

(2)类型:离子反应的类型有复分解反应型和氧化还原反应型两种类型.

(3)发生的条件:具备下列条件之一,离子反应即可发生:①生成难溶的物质;②生成难电离的物质;③生成挥发性的物质;④发生氧化还原反应.

(4)离子能否大量共存的判断:判断离子在溶液中能否大量共存,就必须判断离子在溶液中能否发生化学反应.在溶液中,若离子间彼此不发生任何化学反应,则能大量共存;若离子间能发生化学反应,则不能大量共存.同时,须特别注意题中要求的条件,如溶液的酸碱性、溶液中水电离出的c(H+)、与Al反应放出氢气的溶液、给定某物质或某离子的溶液、pH或指示剂颜色的变化,是否是无色溶液等(在常见离子中,Cu2+、、Fe3+、Fe2+等为有色离子),从而准确判断.在溶液中离子间所发生的化学反应,通常有以下几种情况:

①生成难溶物或微溶物.如、等分别与Ba2+不能大量共存;Cl-、Br-、I-、、等分别与Ag+不能大量共存;Ag+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+等分别与OH-不能大量共存.

②生成难电离的物质(弱酸、弱碱或水等).如:CH3COO-、、F-、ClO-、OH-等分别与H+不能大量共存;、、HS-等分别与OH-不能大量共存.

③生成挥发性物质.如:、、S2-、HS-等分别与H+不能大量共存.

④发生氧化还原反应.如Fe3+与S2-、I-、等不能大量共存;在H+存在下,(或)分别与Fe2+、S2-、I-等不能大量共存;S2-、I-等分别与ClO-不能大量共存.

⑤发生配位反应.如Fe3+与SCN-、C6H5O-等不能大量共存.

2. 离子方程式

(1)概念:用实际参加反应的离子符号表示离子反应的式子叫做离子方程式.

(2)适用条件:离子方程式适用于在水溶液中进行的离子反应.

(3)意义:离子方程式不仅可以表示一定物质间的某个反应,而且可以表示所有同一类型的离子反应.如

不仅可以表示盐酸与NaOH溶液的反应,而且可以表示强酸(或NaHSO4、KHSO4)溶液与强碱溶液生成可溶性盐和水的反应.

(4)书写步骤:①写:写出反应的化学方程式.②拆:把易溶于水、且易电离的物质拆写成离子形式,而难溶的物质、难电离的物质和气体等仍用化学式表示.③删:删去离子方程式两边不参加反应的离子.④查:检查离子方程式两边各元素的原子个数和电荷数是否相等.

(5)书写注意事项:①不是在溶液中进行的离子反应,不能用离子方程式表示.如固体物质与浓H2SO4的反应一般不用离子方程式表示.

②离子方程式必须符合客观事实.如铁与稀硫酸或稀盐酸反应的离子方程式,若写为

则是错误的,其正确的离子方程式为

③难溶物、难电离的物质(弱酸、弱碱、水等)、气体、单质及氧化物一律用化学式表示.

④微溶物作反应物时,若微溶物处于溶解状态写成离子形式,若微溶物处于固体或浑浊状态写成化学式;微溶物作生成物时,一般写成化学式.如澄清石灰水与过量CO2反应的离子方程式,若写为

则是错误的,其正确的离子方程式为

石灰乳与Na2CO3溶液的离子方程式,若写为

则是错误的,其正确的离子方程式为

CaCl2溶液与NaOH溶液反应的离子方程式为

⑤弱酸的酸式酸根离子(如、、等)不能拆写.

⑥离子方程式应同时满足质量守恒和电荷守恒.如钠与水反应的离子方程式,若写为

则是错误的,其正确的离子方程式为

⑦不能漏写部分离子反应.如CuSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式,若写为

则均是错误的其正确的离子方程式为

⑧要注意同一物质中阴、阳离子个数的比例关系.如稀H2SO4与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式,若写为

H+++Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O则是错误的,其正确的离子方程式为

⑨离子方程式应符合反应物用量的关系.如Ca(HCO3)2溶液与过量NaOH溶液反应的离子方程式,若写为

则是错误的,其正确的离子方程式为

(6)正误的判断:判断离子方程式的正误,就必须判断其是否符合离子方程式的书写原则.若符合离子方程式的书写原则,则是正确的;若不符合离子方程式书写的任一原则(如不符合客观事实,表示各物质的化学式或离子符号书写不正确,质量或电荷不守恒,漏写部分离子反应,反应物或产物的阴阳离子的配比关系不正确,不符合反应物用量的关系,连接符号或状态符号应用不正确等),则是错误的.通常要做到七看:一看是否符合客观事实;二看表示各物质的化学式或离子符号书写是否正确;三看质量或电荷是否守恒;四看是否漏写部分离子反应;五看反应物或产物的阴阳离子的配比关系是否正确;六看是否符合反应物用量的关系;七看连接符号(“=”或“”)和状态符号(“↑”或“↓”)应用是否正确.

二、高考题例析

1. 考查离子能否大量共存的判断

例1 (2011年广东理综卷)能在水溶液中大量共存的一组离子是()

解析:对于(A),在H+存在下,能将I-氧化,且H+能与反应,则(A)组离子不能大量共存;对于(B),Ag+能与Cl-和反应,则(B)组离子不能大量共存;对于(C),各离子间彼此不反应,则(C)组离子能够大量共存;对于(D),OH-能与和反应,则(D)组离子不能大量共存.故答案为(C).

例2 (2011年江苏化学卷)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是()

(A) 1.0 molL-1的KNO3溶液:H+、Fe2+、CI-、

(B)甲基橙呈红色的溶液:、Ba2+、、CI-

(C) pH=12的溶液:K+、Na+、CH3COO-、Br-

(D)与铝反应产生大量氢气的溶液:Na+、K+、

解析:对于(A),在H+存在下,能将Fe2+氧化而不能大量共存;对于(B),甲基橙呈红色的溶液为酸性溶液(pH<3.1),即有大量的H+,H+能够与反应而不能大量共存;对于(C),pH=12的溶液为碱性溶液(有大量的OH-),在OH-存在下,(C)组中的离子彼此不反应而能够大量共存;对于(D),与铝反应产生大量氢气的溶液可能为强酸性溶液或强碱性溶液,若为强酸性溶液(有大量的H+),H+能够与反应而不能大量共存,且在H+和存在下(相当于HNO3),与铝反应不能产生氢气.故答案为(C).

2. 考查离子方程式正误的判断

例3 (2011年江苏化学卷)下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是()

(A)FeCl3溶液与Cu的反应:

(B)NO2与水的反应:

(C)醋酸溶液与水垢中的CaCO3反应:

(D)向NaAlO2溶液中通入过量CO2:

解析:(A)错在电荷不守恒,其正确的离子方程式为

(C)错在将难电离的醋酸写成离子形式,其正确的离子方程式为

(D)错在不符合反应物用量的关系,CO2过量,产物应为Al(OH)3和,其正确的离子方程式为

而(B)符合离子方程式的书写原则.故答案为(B).

例4 (2011年全国理综课标卷)能正确表示下列反应的离子方程式为()

(A)硫化亚铁溶于稀硝酸中:

(B) NH4 HCO3溶于过量的NaOH溶液中:

(C)少量SO2通入苯酚钠溶液中:

(D)大理石溶于醋酸中:

解析:(A)错在不符合客观事实,FeS具有还原性,稀HNO3具有氧化性,稀HNO3能将FeS氧化,得不到Fe2+和H2S,其正确的离子方程式为

(B)错在漏写与OH-之间的离子反应,其正确的离子方程式为

或

(C)错在不符合反应物用量的关系,SO2少量,产物为C6H5OH和,其正确的离子方程式为

而(D)符合离子方程式的书写原则.故答案为(D).

3. 考查离子方程式的意义

例5 (2010年全国理综卷Ⅱ)下列反应中,可用离子方程式H++OH-=H2O表示的是()

解析:因离子方程式H++OH-=H2O表示强酸(或NaHSO4、KHSO4)与强碱生成可溶性盐和水的反应,则只有(D)项符合题意.故答案为(D).

4. 考查离子的检验

例6 (2011年浙江理综卷)某钠盐溶液中可能含有、CI-、I-等阴离子.某同学取5份此溶液样品,分别进行了如下实验:

①用pH计测得溶液的pH大于7.

②加入盐酸,产生有色刺激性气体.

③加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀,且放出有色刺激性气体.

④加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,该沉淀溶于稀硝酸且放出气体,将气体通入品红溶液,溶液不褪色.

⑤加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,在滤液中加入酸化的(NH4)2Fe(SO4)2溶液,再滴加KSCN溶液,显红色.

该同学最终确定在上述六种离子中仅含、CI-三种阴离子.请分析该同学只需要完成上述哪几个实验,即可得出此结论()

(A)①②④⑤(B)③④

(C)③④⑤(D)②③⑤

解析:因Ag+与Cl-反应生成的AgCl白色沉淀不溶于硝酸,H+与结合生成的HNO2不稳定迅速分解(生成NO2、NO和H2O)放出红棕色刺激性气体NO2,则实验③可确定含有Cl-和;因Ba2+与反应生成的BaCO3白色沉淀溶于稀硝酸且放出的气体(CO2)不能使品红溶液褪色,则实验④可确定含有;即该同学只需要完成上述实验③④.故答案为(B).

例7 (2011年天津理综卷)向4支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行表1所示操作,结论正确的是().

解析:因与BaCl2溶液反应生成的白色沉淀可能是BaSO4、BaCO3、BaSO3或AgCl,即原溶液中可能有或Ag+,则(A)不正确;因氯水能将I-氧化为I2,I2在CCl4中显紫色,且CC14比水重,则(B)正确;因黄色火焰可以覆盖K+的浅紫色火焰,检验K+需透过蓝色钴玻璃观察火焰,则(C)不正确;因NH3极易溶于水,若溶液中含有少量的时,滴加稀NaOH溶液不会放出NH3,则(D)不正确.故答案为(B).

5. 考查根据离子反应进行物质(或离子)的推断

例8 (2007年全国理综卷Ⅰ)A、B、C、D、E均为可溶于水的固体,组成它们的离子见表2.

分别取它们的水溶液进行实验,结果如下:

①A溶液与B溶液反应生成白色沉淀,沉淀可溶于E溶液;

②A溶液与C溶液反应生成白色沉淀,沉淀可溶于E溶液;

③A溶液与D溶液反应生成白色沉淀,沉淀可溶于盐酸;

④B溶液与适量D溶液反应生成白色沉淀,加入过量D溶液,沉淀量减少,但不消失.

据此推断它们是A______;B CD______;______;___;___E______.

解析:由实验④可知,B中含有Al3+,D中含有OH-;因反应过程中沉淀量减少,但不消失,则B为Al2 (S04)3,D为Ba(OH)2;由实验①和实验③可知,A为Na2 CO3;从而可知,E为NaHSO4或Mg(HS04)2;由实验②可知C为MgCl2.故答案为:Na2CO3,Al2 (SO4)3,MgCl2,Ba(OH)2,NaHSO4或Mg(HS04)2.

例9 (2011年四川理综卷)甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质,分别由、Ba2+、Mg2+、H+、OH-、CI-、中的不同阳离子和阴离子各一种组成.已知:①将甲溶液分别与其他三种物质的溶液混合,均有白色沉淀生成;②0.1 molL-1乙溶液中c(H+)>0.1 molL-1;③向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀生成.下列结论不正确的是()

(A)甲溶液含有Ba2+

(B)乙溶液含有

(C)丙溶液含有CI-

(D)丁溶液含有Mg2+

解析:由①中的信息可知,生成的白色沉淀只有BaSO4、BaCO3和Mg(OH)2,则甲只能是Ba(OH)2,即甲溶液含有Ba2+;由②中的信息可知,乙是二元酸,即乙是硫酸,则乙溶液含有;由③中的信息可知,丙是MgCl2,则丙溶液含有CI-;从而可知,丁是NH4HCO3,则丁溶液不含Mg2+.故答案为(D).

6. 考查根据离子反应进行物质的鉴别

例10 (2010年重庆理综卷)能鉴别MgI2、AgNO3、Na2CO3、NaAlO2四种溶液的试剂是()

(A)HNO3 (B)KOH

(C) BaCl2 (D) NaClO

解析:因KOH溶液与Mgl2溶液混合产生白色沉淀,KOH溶液与AgNO3溶液混合产生褐色沉淀,KOH溶液与Na2CO3溶液和NaAlO2溶液混合均无明显现象产生;BaCI2溶液与Mgl2溶液和NaAlO2溶液混合均无明显现象产生,BaCl2溶液与AgNO3溶液和Na2CO3溶液混合均产生白色沉淀;NaCIO溶液与MgI2溶液混合使溶液显黄色或褐色(因NaCIO将I-氧化生成I2),NaCIO溶液与AgNO3、Na2CO3、NaAlO2三种溶液混合均无明显现象产生;只有HNO3与Mgl2、AgNO3、Na2CO3、NaAlO2四种溶液分别混合时产生的现象[分别为使溶液显黄色或褐色(因HNO3将I-氧化生成I2)、无明显现象产生、产生无色无味的气体、产生白色沉淀又可溶于过量的HNO3]各不相同,而可将其进行鉴别.故答案为(A).

例11 (2011年重庆理综卷)不能鉴别AgNO3、BaCl2、K2 SO3和Mg(N03)2四种溶液(不考虑他们之间的相互反应)的试剂组是()

(A)盐酸、硫酸

(B)盐酸、氢氧化钠溶液

(C)氨水、硫酸

(D)氨水、氢氧化钠溶液

反应单元 第2篇

中和反应

【学习目标】

1．认识酸和碱之间发生的中和反应。

2．了解酸和碱对生命活动和农作物的影响。

3．知道酸和碱在实际生活中的应用。

【学习重点】了解酸和碱之间的中和反应及中和反应在实际中的应用;了解盐的定义。

【学习难点】掌握中和反应及其实质。

【学习过程】

一、自主学习

1．中和反应

（1）酸和碱作用生成盐和水的反应叫中和反应。实质是酸溶液中的H+和碱溶液中的OH-结合成水的过程。

（2）盐：由金属离子和酸根离子构成的化合物。

2．中和反应在实际中的应用

（1）农业生产中常用熟石灰改良土壤的酸性。

（2）工业上常用Ca(OH)2来中和硫酸厂的污水，反应的化学方程式为：Ca(OH)2+H2SO4===CaSO4+2H2O。

（3）医疗上用胃舒平［Al(OH)3］等药物来中和过多的胃酸。

二、新知导学

知识点一

中和反应

【合作探究】完成教材P60“实验10-8”，探究酸和碱的反应。

1．实验探究酸和碱的反应

如图所示，在烧杯中加入约5mL稀氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，振荡，溶液变为红色；用滴管慢慢滴入稀盐酸，并用玻璃棒不断搅拌溶液，至溶液恰好变为无色为止。

结论：稀盐酸能和氢氧化钠发生化学反应，化学方程式为HCl+NaOH===NaCl+H2O。

2．中和反应

（1）概念：酸与碱作用生成盐和水的反应；

（2）实质：酸溶液中的H+与碱溶液中的OH-结合生成H2O的过程。如HCl+NaOH===NaCl+H2O中实际参加反应的是H++OH-，即

H++OH-===H2O。

特别提醒

1.中和反应一定生成盐和水，但生成盐和水的不一定是中和反应；

2.大多数中和反应发生时无明显现象，需要添加指示剂来帮助判断反应是否发生；

3.中和反应不属于基本反应类型。

3．盐的概念：由金属离子和酸根离子构成的化合物称为盐。如NaCl、K2CO3、Mg(NO3)2都属于盐类；盐中不一定含有金属元素，如NH4Cl。

【归纳总结】酸、碱、盐

名称

酸

碱

盐

定义

H+和酸根离子

金属离子(或铵根离子)和OH-

金属离子(或铵根离子)和酸根离子

特点

阳离子全部是H+

阴离子全部是OH-

除金属离子(或铵根离子)和酸根离子之外还可能含有其他离子

举例

HCl、H2SO4、HNO3

NaOH、KOH、NH3·H2O

KCl、Na2CO3、NH4Cl

知识点二

中和反应在实际中的应用

【引导自学】阅读教材P61，了解中和反应在实际中的应用

中和反应在日常生活和工农业生产中有着广泛的应用，如：

1．改变土壤的酸碱性：如在土壤中加入氢氧化钙可改良酸性土壤。

2．处理工厂废水：如可用熟石灰中和硫酸厂的废水，化学方程式为Ca(OH)2+H2SO4===CaSO4+H2O。

3．用于医药：

（1）胃酸过多的病人，可遵医嘱服用含氢氧化铝或氢氧化镁的药物。化学方程式为3HCl+Al(OH)3===AlCl3+3H2O或2HCl+Mg(OH)2===MgCl2+2H2O。

（2）人被有些蚊虫叮咬后可涂抹稀氨水、牙膏等碱性物质，以中和蚊虫分泌的蚁酸，减轻痛痒。

三、我的收获

四、当堂检测

1．下列关于“酸和碱的中和反应实验”的说法中，正确的是（B）

A．若不使用酚酞，HCl就无法和NaOH反应

B．酚酞由红色变无色，说明发生了中和反应

C．滴加酚酞前溶液为无色，加入稀盐酸后溶液仍无色，说明没有发生反应

D．若将酚酞换成石蕊，则不能达到实验目的2．下列实际应用中，利用中和反应原理的是（D）

①用稀盐酸除铁锈

②用氢氧化钠溶液处理泄漏的浓硫酸

③施用熟石灰改良酸性土壤

④用石灰水吸收二氧化碳气体

A．①②

B．③④

C．①④

D．②③

3．如图是氢氧化钠溶液与稀盐酸恰好完全反应的微观示意图，由此得出的结论不正确的是（D）

A．反应前后所有元素种类不变

B．恰好反应后溶液为中性

C．反应前后的溶液均导电

D．中和反应的实质是Na+和Cl-反应生成NaCl

4．下列反应属于中和反应的是（C）

A．Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O

B．CuO+2HCl===CuCl2+H2O

C．H2SO4+2KOH===K2SO4+2H2O

D．2HCl+CaCO3===CaCl2+H2O+CO2↑

5．下列物质按照酸、碱、盐顺序排列的是（C）

A．K2SO4

Ba(OH)2

KCl

B．HNO3

NaOH

HCl

C．HCl

Ca(OH)2

AgCl

D．H2SO4

KNO3

NH4Cl

6．归纳推理是一种重要的化学思维方法。下列归纳推理正确的是（B）

A．碱溶液能使酚酞溶液变红，能使酚酞溶液变红的溶液一定是碱溶液

B．镁、锌、铁能与盐酸反应生成氢气，它们与稀硫酸反应也能生成氢气

C．中和反应生成盐和水，生成盐和水的反应一定是中和反应

D．铝比铁抗腐蚀性强，铁比铝化学性质活泼

7．中和反应在生活中有着广泛的应用。

（1）制作松花皮蛋时用到碱性物质，因此食用皮蛋时常有涩味．为了减轻涩味，食用时，可将皮蛋蘸上适量的食醋（填一种厨房常备物品）。

（2）小红同学近日常吐酸水，心里非常紧张，医生给她做了检查后说：“没事，是胃酸过多，吃些药就会好的．”医生给小红开的药方中有一种含氢氧化铝的药品，其作用是中和胃酸，写出该反应的化学方程式：Al(OH)3+3HCl═AlCl3+3H2O；医生同时又提醒小红要注意饮食，少吃含酸（选填“酸”或“碱”）的食品。

（3）用熟石灰中和一定量的稀盐酸时，熟石灰与盐酸反应的化学方程式为2HCl+Ca(OH)2===CaCl2+2H2O，当恰好完全反应时，溶液中的溶质为CaCl2。

五、布置作业

反应单元 第3篇

双柱桥墩地震时会产生动轴力的作用,轴力的变化不仅会对构件的屈服强度产生影响,而且由于钢筋混凝土构件中强度和刚度间的近似正比关系[1],轴力的变化也会引起刚度的改变,即存在复杂的轴力—强度和轴力—刚度的耦合作用。为了准确把握这些因素的作用,需要在地震分析时合理选择适用的非线性单元。本文以常用的三种非线性梁柱单元为例,研究了非线性单元的选取对钢筋混凝土双柱桥墩地震反应的影响,并对单元的取用提出了建议。

1 单元介绍

从工程实践的角度出发,选取商业有限元程序(如SAP2000[2])中得到广泛应用的三种非线性梁柱单元进行研究。

1)集中塑性单元,采用M铰。

相对最简单的一种单元,非线性集中在单元的端部,用塑性铰表示,其他区域保持弹性且刚度保持不变。塑性铰的滞回关系按屈服弯矩M定义,塑性扩展区域通过塑性铰的长度确定。

2)集中塑性单元,采用PM铰。

同单元1),非线性用单元端部的集中塑性铰表示,但塑性铰的滞回关系中考虑了轴力—弯矩的耦合作用,一般可通过设置塑性铰的PM相互作用屈服包络球来表示,计算量较单元1)大。

3)分布塑性纤维单元。

将钢筋混凝土截面离散为大量具有实际非线性应力—应变关系的单元,可以自动计入轴力—强度及轴力—刚度耦合作用,但对计算机时和结果处理的要求也大大增加。

在实际的地震反应分析与设计中,考虑到模型建立、计算收敛性及结果解读等的复杂性,一般尽量采用集中塑性的杆单元进行非线性分析。对连续梁纵桥向等恒定轴力的情形,单元2)退化至单元1),研究证明通过合理选取塑性铰长度和弹性部分等效刚度等参数,集中塑性单元法能够很好的模拟结构的地震反应[1]。但集中塑性单元部分(单元2))或全部(单元1))忽略了动轴力的影响,势必会对双柱桥墩的地震反应带来误差,其分析精度及适用范围,可通过对比更符合实际的分布塑性纤维单元结果而得出。

2 等高双柱墩地震反应结果

为简化起见,按墩底固结和横梁无限刚性考虑,模型参数如图1所示。纤维单元中混凝土的应力—应变关系采用Mander模型,钢筋使用理想弹塑性模型。集中塑性单元中M铰和PM铰的长度按Priestley等的建议取值[1],塑性铰以外弹性部分的刚度取截面的等效刚度[3]。计算分析使用SAP2000有限元分析软件进行,地震动输入采用El-centro地震波,通过调整幅值代表不同的地震动水平。分析结果如图2所示。

总体来说,采用单元1)的分析收敛性最好,结果最稳定,而采用单元2)和单元3)时会在较大的地震动水平下出现收敛性问题,需要相应修正算法或非线性分析参数。从图2可以看出,采用单元1)和单元2)得到的等高双柱墩地震位移响应在PGA<0.35g时十分接近,PGA>0.35g时差别渐增。这是由于SAP2000中集中塑性单元均采用“刚塑性”铰,因此在单元进入屈服阶段时塑性铰未起作用的缘故。弹性范围内采用单元3)得到的地震位移响应比其他两个模型的结果要小,原因可能在于即使构件整体上未进入塑性,但是混凝土材料的非线性已很明显,因此采用纤维单元的模型耗能偏大。与位移反应类似,采用单元1)和单元2)得到的等高双柱墩地震内力响应在弹性阶段时十分接近。单元1)不能考虑轴力—弯矩的耦合作用,因此在结构屈服后得到的桥墩最大弯矩(即恒载屈服强度)与实际情况相比严重偏低。单元2)考虑了动轴力对桥墩屈服强度的影响,因此在结构屈服后可以得到符合实际的桥墩最大弯矩。在弹性反应阶段,虽然采用纤维单元3)的位移反应小于对应的集中塑性铰模型结果,但是桥墩的最大弯矩反应比后两者仍然要偏大。如前所述,SAP2000的塑性铰是“刚塑性”的,单元1)和单元2)的单元刚度实际上是恒载刚度,并不随轴力的变化而变化,而轴力增大导致的单元刚度增大必然会增大结构的弹性内力反应。单元3)的地震内力反应清楚櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅地表明了轴力—刚度的耦合作用对弹性阶段结构反应的重要影响,因此当采用简化的集中塑性铰单元,以及直接采用弹性单元进行抗震分析时必须考虑忽略轴力—刚度的耦合作用的影响。需要特别指出的是,轴力—刚度的耦合作用并不会改变塑性阶段的最大内力反应,这是因为塑性阶段桥墩的最大内力就是对应于形成塑性机构时结构的最大承载力,而塑性极限状态的内力由结构几何尺寸和截面配筋唯一确定。

3 结语

通过对比基于纤维单元和集中塑性铰单元的地震反应分析结果,研究了非线性单元的选取对钢筋混凝土双柱桥墩地震反应的影响。主要结论如下:

1)弹性阶段,与纤维单元相比,采用集中塑性铰单元的地震位移响应偏大,地震内力响应偏小,轴力—刚度的耦合作用不可忽略。

2)塑性阶段,采用M铰的集中塑性单元未考虑轴力—弯矩的耦合作用,得到的桥墩最大弯矩与实际情况相比严重偏低;采用PM铰的集中塑性单元考虑了轴力—弯矩的耦合作用,得到的桥墩最大弯矩与实际情况较为符合。

3)根据双柱桥墩的地震反应分析结果,可在适当的情形合理选择更为简单、收敛性更好的分析单元,如:弹性位移响应直接采用弹性单元分析,非弹性内力响应采用PM铰集中塑性单元分析。

摘要：以常用的三种非线性梁柱单元为例,研究了双柱桥墩抗震分析的单元选取问题,结果表明,不同单元的选取对双柱墩的位移反应影响不大;采用集中塑性M铰单元时计算最简便,地震内力响应误差也最大;采用集中塑性PM铰单元时弹性内力响应会被较大地低估,但不改变结构的极限承载力;分布塑性纤维单元可以考虑轴力—强度及轴力—刚度耦合作用,但计算最为复杂。

关键词：双柱墩,抗震分析,集中塑性模型,纤维模型

参考文献

[1]Priestley M,Calvi G,Kowalsky M.Displacement-Based SeismicDesign of Structures.Pavia,Italy:IUSS Press,2007.

[2]CSI(Computers and Structures Inc.).SAP2000 v10 IntegratedFinite Element Analysis and Design of Structures.CSI,Berke-ley,2005.