摘要: |
随着社会经济的发展,桥梁结构日益多样化和复杂化,与此同时桥梁的抗震安全性问题显得越来越突出。结构振动控制理论为桥梁结构的抗震设计提供了一套行之有效的方法。形状记忆合金(SMA)作为一种新型的智能材料,具有独特的形状记忆、超弹性和高阻尼特性,在结构振动控制领域受到极大关注。
本文在充分利用形状记忆合金在结构振动控制方面的优势基础上,结合普通橡胶支座的结构特点,设计出了一种新型SMA-橡胶复合支座,并对该支座的隔震减震性能进行了详细分析,具体展开了以下研究工作:(1)简要介绍了应用SMA进行结构振动控制的现状及发展趋势;
(2)通过有限元方法分析了SMA材料的滞回耗能特性;
(3)基于形状记忆合金良好的振动控制性能和普通橡胶支座的设计原理,设计了一种新型SMA-橡胶复合支座,并建立了SMA-橡胶支座的有限元模型,通过对模型施加多种荷载详细研究了位移、预应变、α值(SMA拉索与支座底顶板的夹角)及邵氏硬度对该种SMA-橡胶支座的等效刚度、单位循环耗能量和等效阻尼比的影响,为桥梁结构的SMA-橡胶支座的设计提供了理论依据;
(4)建立装有该种SMA-橡胶支座的桥梁结构有限元模型,研究了在小震和中震情况下的El-centrNS波和Taft波地震作用下隔震桥梁梁体和桥墩的位移、加速度时程响应,并与装有橡胶支座和非隔震支座的桥梁结构地震反应进行了比较,证明了SMA-橡胶支座是一种优良的减震、隔震支座,在桥梁结构中具有广阔的应用前景。 |