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基于能量方法的大跨斜拉桥地震反应分析研究
| 论文题名： | 基于能量方法的大跨斜拉桥地震反应分析研究 |
| 关键词： | 能量反应;单自由度;斜拉桥;时程分析;结构振动控制;阻尼器 |
| 摘要： | 近年来，基于能量的抗震设计是国内外地震工程界研究的热点问题。本文将能量方法用于工程结构地震反应分析，并运用动力时程分析方法对单自由度和大跨桥梁结构的能量反应进行研究。 首先，本文利用单自由度结构运动微分方程，建立了结构在地震作用下的能量反应方程。运用Fortran程序编制了能量反应分析程序，并利用该程序，分析了单自由度结构体系在地震作用下的能量反应。结果表明，地震动三要素（峰值、频谱、持时）和结构自身动力参数（阻尼比、弹性极限）等因素对地震总输入能以及能量在阻尼耗能、滞回耗能之间的分配有重要影响。主要表现为：1）随着地震动峰值增大，地震总输入能显著增加，并且滞回耗能比例变大；2）随着阻尼比的增大，结构总能量变化不大，结构滞回耗能减小。 其次，论文中以润扬大桥北汊斜拉桥为研究对象，运用大型有限元软件ANSYS建立了斜拉桥结构的计算模型，分析了斜拉桥自身的动力特性，主要包括自由振动频率、振型特性等。选取天津波、TAFT波、EI－Centro波作为输入地震波，进行了时程反应分析，得到了结构的能量耗散时程曲线以及结构的振动特点。结果表明：1）根据所选地震波的不同，结构阻尼耗能变化明显：2）结构的位移反应有较大差异，但结构振动的频率接近，即结构将出现第五振型（竖向）、第七振型（横向）形式的振动。 最后，本文将TMD运用到斜拉桥地震反应控制中，建立了基于TMD的斜拉桥地震反应控制模型，并应用该模型分析了TMD的参数（质量、自振频率、阻尼比）对斜拉桥结构反应（能量、位移、力）控制效果的影响。结果表明，TMD能够有效地减小桥梁主体的耗能，抑制结构的位移响应，提高结构的振动衰减速度，从而达到控制桥梁结构在地震作用下的振动反应的目的。 |
| 作者： | 王志强 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 范进;左晓宝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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