原文传递
带剪力键的摩擦摆支座参数分析与优化
| 论文题名： | 带剪力键的摩擦摆支座参数分析与优化 |
| 关键词： | 桥梁结构;摩擦摆支座;剪力键;减隔震装置;地震响应;非线性时程 |
| 摘要： | 桥梁结构由于地震造成的损害屡见不鲜，桥梁作为交通网络中重要的咽喉，地震不仅造成桥梁本身的损失，往往因桥的损坏还会造成交通运输网络的一系列损失。因此，桥梁抗震始终是本领域中重要的研究课题。摩擦摆支座作为一种性能优良的减隔震装置，由于其隔震效果明显以及自复位的特性，在中小跨度桥梁中应用广泛。为了实现“抗小震、减大震”的抗震设计目标，需要在摩擦摆支座中增设抗剪螺栓即剪力键。本文结合工程实例，通过有限元软件ANSYS建立全桥有限元模型，对模型进行了非线性时程分析。 论文利用组合单元模拟了带剪力键的摩擦摆支座，确定了支座的恢复力模型及支座相关参数。论文首先对比了采用摩擦摆支座的隔震桥梁与未隔震桥梁的关键位置的桥梁内力及位移，研究表明摩擦摆支座具有良好的减隔震效果且使得各桥墩墩底弯矩分布更加均匀。 论文研究了摩擦摆支座的相关参数对隔震桥梁地震响应的影响，结果表明摩擦摆支座滑道曲率半径及摩擦系数的改变对隔震桥梁的内力及位移有着显著的影响。通过研究不同周期的正弦波地震激励下的动力响应，结果表明地震动周期对支座位移会有显著的影响。在地震作用下，摩擦摆支座会出现黏滞—滑动状态，由于黏滞—滑动状态较强的黏滞效应，使得支座减隔震效果降低，研究结果表明支座的滑移能力与支座滑道摩擦系数成反比，与地震动峰值成正比，受到支座滑道曲率半径影响较小。论文对比了在不同支座参数下剪力键对桥梁地震响应的影响，结果表明支座滑道摩擦系数较小且滑道曲率半径较大时，剪力键对采用摩擦摆支座的减隔震桥梁内力影响较大，对相关位移的影响较小。论文研究了不同剪力键水平承载能力对桥梁地震响应的影响，通过加载E1及E2两种等级的地震激励，给出了最优的剪力键水平承载能力取值。 由于支座参数有多种组合，需要选取最佳的组合，论文先是定义了弯矩隔震率及位移隔震率，并将这两个参数作为优化目标，然后基于模糊逻辑控制方法，对多组支座参数进行优化，算例结果表明，所选支座参数具有良好的隔震效果。 |
| 作者： | 王超 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 赵人达 |
| 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 |
检索历史
应用推荐
