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土—结构相互作用对桥梁隔震效果影响分析
| 论文题名： | 土—结构相互作用对桥梁隔震效果影响分析 |
| 关键词： | 铅芯橡胶支座;隔震性能;时程分析;力学模型;三跨箱型连续梁桥 |
| 摘要： | 目前基础隔震作为一种有效的振动控制方式广泛地应用于建筑工程领域,关于基础隔震的理论研究也日趋成熟。但是现有的抗震隔震研究大多沿用刚性地基的假定,忽略土-结构的动力相互作用。本文针对这一问题,考虑土-结构相互作用的影响,对底部安装铅芯橡胶支座的隔震桥梁的响应情况进行了分析、计算,得到了一些有益的结果。本文首先介绍了基础隔震的研究概况,阐述了土-结构动力相互作用会对结构产生影响,使系统的频率降低,等效阻尼增大并对基岩的输入波有放大效应,这些相互作用将显著地改变隔震系统的动力响应,可见考虑土-结构相互作用对基础隔震的影响是有必要的。然后对铅芯橡胶支座的基本特性、分析方法以及常用到的土的力学模型作了详细的介绍,对已有研究中所采用的简化力学模型及其得到的结论进行了总结,最后建立地基-隔震结构的力学模型。在理论分析的基础上利用有限元计算软件ANSYS进行模拟,本文选用一安装铅芯橡胶支座的三跨箱型连续梁桥结构,采用不考虑土-结构相互作用的非隔震结构模型、不考虑土-结构相互作用的隔震结构模型、考虑土-结构相互作用的隔震结构模型三种模型进行计算、比较和分析。在地震波时程分析时输入天津波并将动力响应进行比较得到土-结构相互作用对铅芯橡胶支座隔震效果的影响。通过分析得到以下结论:(1)地基土能滤去地震波的部分高频成分,改变结构的动力响应。(2)隔震体系自振频率比未隔震体系显著减小,体系变柔;考虑土-结构相互作用后,隔震体系的自振频率进一步减小,铅芯橡胶支座能够延长结构的周期,消耗地震能量,有效的减小墩顶位移,虽然增大了梁体位移,但仍在可控范围内。(3)考虑土-结构相互作用后,增加了墩顶位移、墩底剪力和墩底弯矩,地基土影响隔震支座隔震效果的发挥,地基土并不是简单的吸收了地震波,而是对结构产生复杂的影响。从而验证了土-结构相互作用对基础隔震效果的影响及对其考虑的必要性。 |
| 作者： | 王雅兵 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 刘海卿 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 辽宁工程技术大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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