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钢阻尼盆式橡胶支座水平向受力行为研究
| 论文题名： | 钢阻尼盆式橡胶支座水平向受力行为研究 |
| 关键词： | 连续梁桥;减隔震;工字钢阻尼器;恢复力模型;参数优化;橡胶支座;受力行为 |
| 摘要： | 桥梁作为生命线工程很重要的一员，它的破坏将直接影响震后救援工作，使得次生灾害加重，所以进行桥梁结构抗震设计是必不可少的。连续梁桥具备结构刚度大、桥面变形小、动力性能好、变形曲线平顺、有利于高速行车等突出特点，在我国中小跨径桥梁中应用极为广泛。连续梁桥的支撑体系通常仅在一个中墩上布置固定支座，其余墩上布置活动支座。这种支座布置方式，会导致固定墩在地震作用时承担主要的纵桥向地震力，不能充分利用墩群的抗震能力。为了解决这个问题，本文提出了钢阻尼盆式橡胶支座这种新型减隔震支座，并对该支座受水平力作用时的力学行为进行了详细的研究。 在对提出的钢阻尼盆式橡胶支座的构造和工作原理进行了详细的说明之后，对新型支座构造中主要部件之一的工字钢阻尼器大变形下的力学性能进行了研究。首先推导了工字钢阻尼器力．位移关系中屈服前刚度和屈服力的理论计算公式，其次考虑实际盆式橡胶支座的尺寸，确定了截面高度和阻尼器长度的取值范围，采用统计学方法拟合得到了工字钢阻尼器力-位移关系中屈服后刚度和极限强度的简化计算公式。在此基础上，研究了工字钢阻尼器的滞回曲线，并得到了其恢复力模型。 在得到了工字钢阻尼器的力．位移关系的主要力学参数后，对钢阻尼器盆式橡胶支座在单向加载和低周往复加载时的力学行为进行了详细的研究，分别推导了两种加载方式下新型支座的力．位移分段函数，并利用有限元数值模拟，进行了验证。在此基础上，进一步提出了新型支座的恢复力模型。 将现代智能优化算法中的模拟退火算法引入到新型支座的参数优化中来，提出了基于模拟退火算法的支座参数优化方法，并就其详细的计算流程进行了说明。算法的目标函数定义为固定墩墩底弯矩减小率、墩底弯矩和减小率以及墩梁最大相对位移减小率三者之和。为了满足不同的优化目标，引入三个权重系数来表征上述三种减小率所占目标函数的权重。最后，利用基于模拟退火算法的支座参数方法对采用了新型支座的某四跨连续梁桥进行了参数优化。计算结果表明，新型支座可以起到减小连续梁桥固定墩受力和墩梁相对位移的作用;采用优化后支座参数，桥梁结构在地震动作用下抗震性能相比于初始新型支座得到了有效提升，验证了新型支座参数优化方法的可行性。通过分析，总结出基于模拟退火算法的支座参数优化方法具有通用性、易操作性和较高计算效率的优点，能够很好地解决钢阻尼盆式橡胶支座参数优化的问题。 |
| 作者： | 唐晓 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 赵灿晖 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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