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环形钢丝绳减振器及其组合隔震支座研究
| 论文题名： | 环形钢丝绳减振器及其组合隔震支座研究 |
| 关键词： | 桥梁结构;组合隔震支座;环形钢丝绳减振器;参数设计 |
| 摘要： | 地震是世界范围内频发的自然灾害，给人们造成了巨大的生命和财产损失。虽然科学工作者在减隔震方面做了很多的有益探究，发明和制造了各种隔震消能支座或阻尼器。但是这些产品也暴露出了这样那样的问题。基于此，本文提出了两种全新的环形钢丝绳组合隔震支座，并且对其进行工程实例验证，研究其性能。其中，组合支座的重要组成部分，环形钢丝绳减振器也是本文提出的全新的减振器类型，本文也对其进行了深入的研究。主要内容有以下几个方面： 1.设计全新的环形钢丝绳减振器，对其重要组成部分钢丝绳进行了理论分析，在别人半参数化建模方法上做改进，提出全参数化快速建模方法，并且通过受力分析求解单根钢丝绳的等效弹性模量与实验值对比，结果表明，该方法准确，可用于各类钢丝绳的快速建模；将环形钢丝绳减振器简化为受拉和受压环进行的受力理论分析，b推导出环形钢丝绳的形状控制方程和半长轴的公式，据此可获得环形钢丝绳减振器力-位移关系。 2.设计18种型号环形钢丝绳减振器并且进行水平剪切性能试验和竖向性能试验，自己编写滞回曲线一类数据的通用处理软件，用来处理结果数据；通过水平剪切结果分析，提出了环形钢丝绳减振器水平剪切三线性恢复力模型；通过对竖向结果分析，对多组试验数据对比，探究加载频率、振幅、直径比和绕制圈数对环形钢丝绳减振器性能的影响，给环形钢丝绳减振器的设计提供定性的参考，结果表明，减振器的竖向等效刚度与加载频率和绕制圈数程正相关，与振幅和直径比成负相关；竖向等效阻尼比与加载频率和直径比成正相关，与振幅和绕制圈数成负相关。 3.考虑到环形钢丝绳减振器构造复杂性和内摩擦力的不确定性，在实验数据的基础上运用虚拟材料本构关系的方法，模拟其荷载位移变化关系，模拟结果和试验结果一致，得到的本构关系可以为钢丝绳的研究提供参考。 4.将环形钢丝绳减振器和叠层橡胶支座或球形支座巧妙组合，设计全新的组合隔震支座，在对环形钢丝绳减振器研究的基础上，为其三种类型分别提出相应的恢复力模型。试制两种类型的样品支座进行试验，试验结果表明，组合支座各项性能都能满足规范要求，完全可以达到结构减隔震的技术要求。 5.对工程实例桥梁设计组合隔震支座，分析桥梁在板式支座和组合支座下的响应，模拟结果表明，E2地震下使用组合支座在顺桥向墩顶和主梁位移减少20％~30%，内力减少20%~30%，横桥向墩顶和主梁位移减少50%~60%，内力减少10%~20%，起到了良好的隔震效果。 |
| 作者： | 常怀宽 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 熊世树 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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