负刚度装置在连续梁桥上的减隔震分析研究

发布时间：2017-08-04 02:12

  本文关键词：负刚度装置在连续梁桥上的减隔震分析研究

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【摘要】：混凝土梁桥往往在地震作用下,由于上部的结构质量过大并且主梁具有一定的加速度而导致产生很大的力,该力通过支座全部传递给桥墩和桥台,导致桥墩开裂破坏或者主梁位移过大落梁的灾害。负刚度装置作为一种可以改变结构刚度的装置,通过减小结构的刚度来达到减小结构加速度的目的。负刚度装置减小结构刚度后有可能使桥梁主梁位移过大。一般情况下,安装粘滞阻尼器可以明显的减小桥梁结构主梁的位移,但是对桥梁结构的主梁加速度和墩底剪力的减小不是很明显。在负刚度装置和粘滞阻尼器的联合作用下,对桥梁结构的墩底剪力、主梁位移和加速度都有不同程度的减小。本文以三跨的等截面连续梁为工程背景,利用SAP2000有限元计算软件,对安装有负刚度装置的桥梁进行计算和分析。通过负刚度安装位置的不同,对比各安装方案下的地震响应来判断安装方案优劣,对比不同墩高以及不同峰值加速度对装置的减隔震效果的影响。然后通过在负刚度装置和阻尼器的联合作用下,来观察桥梁的地震响应,同时对比不同阻尼系数对地震响应的影响,以及对比在原模型、仅安装负刚度装置、仅安装粘滞阻尼器、负刚度装置和粘滞阻尼器的联合作用下的地震响应。研究结果表明:安装负刚度装置的桥梁结构的墩底剪力和主梁加速度有不同程度的减小,但是主梁的位移有可能增加。通过负刚度装置和粘滞阻尼器的联合使用可以有效的减小桥梁结构的主梁位移,并且墩底剪力和主梁加速度也有不同程度的减小。同时在不同的地震动下,桥梁结构的减隔震效果各不相同,要根据不同场地来设置负刚度装置的参数以达到最佳效果。
【关键词】：负刚度装置 连续梁桥 粘滞阻尼器 SAP2000
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442.55
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 引言8-9
• 1.2 桥梁结构的震害9-11
• 1.3 国内外桥梁抗震的分析和研究现状11-13
• 1.3.1 桥梁抗震设防标准11-12
• 1.3.2 桥梁抗震的分析方法12-13
• 1.4 桥梁减隔震技术的应用和研究13-16
• 1.4.1 减隔震技术的工作原理14-15
• 1.4.2 国外减隔震桥梁的应用和发展15-16
• 1.4.3 国内减隔震桥梁的应用和发展16
• 1.5 课题的研究背景16-17
• 1.6 本文研究的主要内容17-18
• 第二章 桥梁结构的地震反应动态时程分析方法18-29
• 2.1 动态时程分析方法18-22
• 2.1.1 时程分析方法简介18-19
• 2.1.2 动态时程法的振动方程19
• 2.1.3 一致地震动输入下的地震反应方程19-20
• 2.1.4 非一致地震动输入下的的地震反应方程20-22
• 2.2 桥梁结构的地震反应分析22-25
• 2.2.1 桥梁结构的地震振动方程22
• 2.2.2 地震动的输入22-23
• 2.2.3 阻尼的输入23-24
• 2.2.4 地基与结构的相互作用24-25
• 2.3 桥梁结构的地震反应计算方法25-29
• 第三章 负刚度装置的工作原理29-40
• 3.1 负刚度装置的发展29-30
• 3.2 负刚度装置的描述30-31
• 3.3 负刚度装置的分析模型31-36
• 3.4 负刚度装置模拟方法以及正确性验证36-40
• 3.4.1 有限元软件对负刚度装置的模拟36-37
• 3.4.2 有限元模拟负刚度装置力学性能的正确性验证37-40
• 第四章 负刚度装置在桥梁中的减隔震分析40-53
• 4.1 引言40
• 4.2 工程背景简介40-41
• 4.2.1 概述40
• 4.2.2 上部结构构造40-41
• 4.2.3 下部结构构造41
• 4.3 连续梁桥的计算模型建立及装置参数41-43
• 4.4 负刚度装置在连续梁桥中的减隔震分析43-53
• 4.4.1 地震动及其简介43
• 4.4.2 地震动作用下不同安装位置对桥梁结构的减隔震分析43-47
• 4.4.3 地震动作用下桥墩高度变化对桥梁结构的减隔震分析47-50
• 4.4.4 地震动作用下加速度峰值变化对桥梁结构的减隔震分析50-52
• 4.4.5 小结52-53
• 第五章 负刚度装置和粘滞阻尼器联合的减隔震分析53-67
• 5.1 引言53
• 5.2 粘滞阻尼器的工作原理和设计方法53-57
• 5.2.1 粘滞阻尼器的构造53-54
• 5.2.2 粘滞阻尼器的恢复力模型54-57
• 5.3 粘滞阻尼器在桥梁中的减隔震分析57-60
• 5.4 粘滞阻尼器和负刚度装置联合作用在桥梁中的减隔震分析60-62
• 5.5 阻尼器和负刚度装置在桥梁中的减隔震分析对比62-64
• 5.6 阻尼器和负刚度装置联合作用和铅芯橡胶支座的减隔震效果的对比64-66
• 5.7 小结66-67
• 结论与展望67-69
• 参考文献69-73
• 致谢73

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