严寒地区温度对橡胶支座抗震性能影响分析

发布时间：2017-06-23 20:05

  本文关键词：严寒地区温度对橡胶支座抗震性能影响分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：自古以来地震都是危害人类最严重的自然灾害之一,而桥梁这一跨越江河、湖泊以及其他障碍的构造物其在交通系统中占有非常重要的地位,称得上为生命线工程,地震作用一旦将桥梁损坏,将对灾区的救援及对灾区的后续重建工作带来非常严重的影响,所以,对桥梁减隔震性能的研究具有十分重要的意义。目前,国内大多数学者研究的为常温下桥梁抗震,然我国疆域很广,例东北、华北北部及西北北部等地区,冬天气温都达-25℃甚至更低,特别在黑龙江等地,冬天气温会在零下40℃。而低温或是严寒地区,桥梁的抗震性能如何,国内外的学者对此研究不是太多。板式橡胶支座是桥梁工程中最为普通常见的减隔震支座之一,目前,国内外对于这种支座的研究主要是在常见参数的取值上,但是对于温度改变而对支座性能影响的研究还较少,对于温度改变对支座减隔震的影响则更少,至今都尚未形成定量的结论。对于桥梁而言,温度对桥墩材料的影响非常重要。不同温度下,尤其对桥墩的混凝土而言,其本构关系也随之变化,这对桥梁在严寒地区的抗震能力有一定的影响。该研究论文从桥梁震害及抗震发展等方面作了简要叙述,并阐述了混凝土的本构关系,之后详细的叙述了桥梁地震响应的理论计算方法。总结出不同温度下混凝土本构关系以及支座性能的变化规律,以长春地区某高架桥为工程背景,采取Midas软件对比实际工程建立模型,在不同的温度状态下对其进行动力时程分析,着重研究板式橡胶支座在低温下的动力响应变化,以及低温下混凝土的本构关系对桥墩抗震的影响。本文重点研究严寒地区不同温度下,支座参数的改变和钢筋混凝土本构关系的变化对桥梁抗震的影响。主要的研究内容如下:1.依据动力学理论,参照相关设计图纸,应用有限元软件,建立桥梁的有限元计算模型。2.总结出20℃、10℃、0℃、-10℃、-20℃、-30℃以及-40℃等低温状态下,板式橡胶支座的计算参数以及桥墩混凝土的本构关系变化规律。3.选取两种不同的地震波和模拟出一条人工波,根据不同温度状态下所得到的支座及桥墩的抗震计算参数,应用非线性时程分析法计算三种地震波下的桥梁地震响应。4.得出低温状况下,考虑板式橡胶支座抗震性能、混凝土本构关系随温度改变的桥梁抗震变化规律。
【关键词】：板式橡胶支座 低温 本构关系 桥梁抗震 动力响应
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442.55;U443.361
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-21
• 1.1 研究背景12-17
• 1.1.1 地震灾害12-14
• 1.1.2 桥梁震害内因及类别14-17
• 1.2 有关桥梁抗震技术的发展17-19
• 1.2.1 国外有关桥梁抗震技术的发展17-18
• 1.2.2 我国桥梁抗震技术的发展18-19
• 1.3 研究的目的及意义19
• 1.4 本文的研究内容19-20
• 1.5 本章小结20-21
• 第2章 桥梁结构抗震分析方法21-33
• 2.1 静力法21-22
• 2.2 动力反应谱法22-27
• 2.2.1 动力反应谱简介22-24
• 2.2.2 有关动力反应谱基本理论24-25
• 2.2.3 振型组合25-27
• 2.3 动态时程分析法27-32
• 2.3.1 时程分析法简介27-28
• 2.3.2 有关运动方程的计算28-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 桥梁有限元模型的建立33-42
• 3.1 工程实际背景33-34
• 3.2 桥梁模型的建立34-35
• 3.2.1 有限元分析软件Midas Civil简介34
• 3.2.2 桥梁结构有限元模型34-35
• 3.3 支座的模拟及桥墩的本构关系35-40
• 3.3.1 板式橡胶支座的模拟36-38
• 3.3.2 一般情况下钢筋和混凝土的本构关系38-40
• 3.4 本章小结40-42
• 第4章 温度变化对桥梁地震响应分析42-77
• 4.1 温度变化对桥梁抗震的影响42-48
• 4.1.1 温度变化对板式橡胶支座的影响42-46
• 4.1.2 温度变化对钢筋混凝土本构关系的影响46-48
• 4.2 有关桥梁自振特性的介绍48-50
• 4.2.1 特征值的求解方法48-49
• 4.2.2 不同温度下，不同的橡胶支座参数和钢筋混凝土本构关系的桥梁自振结果49-50
• 4.3 地震波的选取50-52
• 4.3.1 地震波的选取原则50-51
• 4.3.2 地震波的选取方法51-52
• 4.4 橡胶支座在不同的温度下的计算数据52-73
• 4.4.1 Elcent波作用下橡胶支座的抗震计算结果52-59
• 4.4.2 James波作用下橡胶支座的抗震计算结果59-66
• 4.4.3 人工波作用下橡胶支座的抗震计算结果66-73
• 4.5 温度变化下桥梁地震响应值对比73-74
• 4.6 桥梁桥墩的变形验算74-76
• 4.7 本章小结76-77
• 第5章 结论与建议77-79
• 5.1 结论77
• 5.2 建议77-79
• 参考文献79-82
• 攻读学位期间发表的学术论文82-83
• 致谢83

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