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减隔震桥梁非经典阻尼问题与简化分析方法
| 论文题名： | 减隔震桥梁非经典阻尼问题与简化分析方法 |
| 关键词： | 桥梁;结构地震响应;减隔震结构;非经典阻尼;强迫解耦;等效线性化 |
| 摘要： | 结构地震响应计算主要采用反应谱分析、时程分析。前者基于实模态理论，提出较早，使用较广，是计算结构地震响应最常用的简化方法，后者弥补了反应谱分析只适用于弹性阶段的缺陷，能够进行非线性地震响应分析，但对地震动输入敏感，分析结果离散性大。减隔震桥梁是一类相对特殊的结构体系，主要体现在结构各部分的阻尼特性差异大，是明显的非经典阻尼结构。在工程实际中，需要考虑非经典阻尼对减隔震结构的影响，因此产生反应谱方法不能直接用于计算减隔震结构地震响应的问题。为此，本文介绍了非经典阻尼结构动力分析的主要方法，并采用强迫解耦方法分析了非经典阻尼对减隔震连续梁桥的影响，以及地震响应的简化计算问题，主要研究工作如下： 1.非经典阻尼对减隔震连续梁桥地震响应的影响与强迫解耦适用范围研究。 本文从连续梁桥计算模型纵桥向运动方程出发，按照强迫解耦原理，忽略引起模态耦合的非正交项，由此考虑非经典阻尼对结构地震响应的影响，并调整连续梁桥结构型式、等效粘滞阻尼系数、地震动输入等参数以研究强迫解耦方法的适用性。通过分析表明：桥梁的规则性不同，结构的非经典阻尼特性不同，强迫解耦方法的适用范围也不同，比较而言，规则式连续梁桥受非经典阻尼的影响要小于跨河式和跨岛式桥型；等效粘滞阻尼系数对强迫解耦的适用范围有直接的影响，随着阻尼系数增大，强迫解耦误差也相应增大；对规则桥型而言，不同的地震动输入对强迫解耦的影响并不明显，但对非规则桥型而言，纵桥向的墩梁相对位移的解耦误差对地震动输入更为敏感，这点在采用强迫解耦方法时需要注意。 2.满足强迫解耦条件下的地震响应简化分析研究 强迫解耦方法主要原理在于忽略非经典阻尼引起的耦合项，如此解耦后就可以按照基于经典阻尼假定的简化方法分析结构地震响应，最常用的方法就是将实际的多自由度体系转化为等效单自由度体系，再采用反应谱进行计算。在前部分提出的强迫解耦范围内，本文以规则式模型为例，以铅芯橡胶支座作为实际的减隔震装置，按照等效线性化方法对铅芯橡胶支座的性能进行等效，通过强迫解耦求得原来结构的等效阻尼比，由此进行反应谱分析，并与非线性时程结果进行对比。分析表明：采用这样的简化分析方法，纵桥向的桥墩内力与非线性分析结果接近一致，但是主梁位移反应明显偏小，因此，按照对减隔震装置等效线性化再进行反应谱分析的简化方法，会低估主梁的位移反应。 |
| 作者： | 彭伟 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 李建中 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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