7  结构分析和试验辅助设计7．1  一般规定7．1．1、7．1．2  结构分析是对结构上的作用、作用效应和结构或构件抗力以及它们相互关系了解和认识的过程。当不能明确地将作用效应和抗力区分时,可按照作用有利和不利情况分别对结构进行分析。    结构分析的基本方法有理论计算、模型试验和原型试验等,其中理论计算最为普遍,对某些新型、重要结构或构件,其影响因素复杂,用理论计算难以得到满意结果时,可采用模型试验方法进行分析。当模型试验方法由于尺寸效应不能取得满意结果时,可采用原型试验。在具体分析中,可将这些方法结合使用。7．1．3  结构理论计算要选用合适的分析理论：弹性理论、弹塑性理论、塑性理论,这要根据结构类型、材料性能和受力特点等综合考虑。当结构的材料性能处于弹性状态时,力与变形成线性关系,应采用弹性理论进行结构分析,在这种情况下,分析比较简单,效率也较高；而当结构的材料性能处于弹塑性状态或完全塑性状态时,力与变形之间的相互关系比较复杂,一般情况下都是非线性的,宜采用弹塑性理论或塑性理论进行结构分析。    为保证结构安全,当结构破坏前能够产生足够的塑性变形时,即发生延性破坏时,一般采用塑性理论进行结构分析；当结构的承载力由脆性破坏或稳定控制时,应慎重选择关系模型进行分析。7．1．4  结构动力分析主要涉及结构的刚度、惯性力和阻尼。动力分析刚度与静力分析所采用的原则一致。尽管重复作用可能产生刚度的退化,但由于动力影响,也可能引起刚度增大。惯性力是由结构质量、非结构质量和周围流体、空气和土壤等附加质量的加速度引起的。阻尼可以由许多不同因素产生,其中主要因素有：    (1)材料阻尼,例如源于材料的弹性特性或塑性特性。    (2)连接中的摩擦阻尼。    (3)非结构构件引起的阻尼。    (4)几何阻尼。    (5)土壤材料阻尼。    (6)空气动力和流体动力阻尼。    强烈地震时的动力反应,一般需要考虑循环能量衰减和滞回能量消失,并应关注可能的变形限值。7．1．5  铁路工程结构的计算分析分为整体结构分析和局部(构件)分析。整体结构分析时为确定结构不同截面上的纵向力、弯矩、剪力、扭矩等,它是校核局部设计的基础。根据受力特点还要对结构某些特殊部分和各构件进行计算分析。    计算分析需要采用适当的计算模型,计算模型的简化、等效及假定等要反映结构或构件的实际行为状态,并满足设计的精度要求。必要时,还可以借助试验进行辅助设计与验证。7．1．6  当结构或结构的一部分难以用一般力学计算方法确定其作用效应或抗力时,可用试验辅助设计的方法加以补充。试验辅助设计是利用试验确定结构或构件抗力、材料性能、岩土性能以及结构作用和作用效应设计值的方法,本条列举了需进行试验辅助设计的四种情况。