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原文传递橡胶与纤维布组合体抗震性能研究

论文题名：	橡胶与纤维布组合体抗震性能研究
关键词：	多跨连续梁桥;橡胶圆柱体;碳纤维布;抗震性能;数值分析
摘要：	随着社会的发展，道路、桥梁等关系国计民生的基础工程在国家经济的发展过程中扮演的角色越来越重要。我国是地震频发国家，地震在危及人民生命安全的同时也对道路桥梁等公共基础设施造成极大破坏。据统计，在地震来临时所造成的财产损失中，仅道路桥梁的损失就要占到21.9％，同时由于道路桥梁的破坏导致影响到震区的抗震救灾工作，其间接损失更是无法估量。因此，如何提高桥梁结构的抗震性能变得尤为重要，目前有很多学者都投入到了该方面的研究，也取得了很多有意义的成果。在进行多孔连续梁桥的地震设计中，大多数时候是采用减隔震支座或是减隔震阻尼装置来改变桥梁结构的力学响应特性并减小由此产生的惯性力作用。常用的减隔震支座目前主要有摩擦摆式减隔震支座、双曲面球形减隔震支座、铅芯隔震橡胶支座、钢弹性阻尼减隔震支座、高阻尼隔震橡胶支座等;而减隔震装置是指各类阻尼器，主要包括粘滞阻尼器、位移锁定阻尼器、SMA类阻尼器等，但大多数阻尼器都是针对具体桥梁具体设计应用的，没有统一的分类标准，而且大多数阻尼器都存在造价高、不便施工的问题，所以在桥梁减隔震领域并没有得到广泛的应用。　　本文通过对以上所述的减隔震装置进行分析、总结、创新，提出一种新型的橡胶圆柱与纤维布组合体的抗震挡块。该挡块主要由天然橡胶圆柱体与碳纤维布构成，其组合方式是通过碳纤维粘结胶将碳纤维布缠绕在圆柱体侧面形成共同受力体。文中通过理论推导、试验和数值分析来得出该挡块的应力-应变曲线，了解该挡块在静、动态作用下的力学响应。文中还通过具体实例分析了多跨连续梁桥在安装与不安装该类抗震挡块两种工况下的地震响应结果，对该挡块的抗震机理和效果进行了研究。　　论文的主要工作和成果如下: 　　(1)对天然橡胶的本构关系进行了分析研究。通过对6组天然橡胶圆柱体进行静、动力压缩实验来分析其静、动力特性，得到静力下纯橡胶体的本构模型以及其对应的模型参数，并且探讨了各个模型的适用程度;同时研究了纯橡胶体的粘弹性本构模型并得到了与其对应的模型参数，分析了橡胶的粘弹性性质对其动力响应的影响机理。　　(2)纤维布采用的是碳纤维布，是缠绕在橡胶圆柱体外侧二者形成共同受力体，文中对该外缠碳纤维布的橡胶圆柱体力学性能进行分析研究。通过理论分析，推导出在不同碳纤维布缠绕方式下该组合体的应力-应变关系式，同时运用有限元数值模拟的方法对其静、动力特性进行了分析，探讨了碳纤维布的缠绕约束作用对橡胶体粘弹性的影响。　　(3)将该抗震挡块应用于实际桥梁工程中，采用时程分析的方法计算出采用和不采用该挡块时连续梁桥的地震响应结果，通过比较分析得出该挡块的减隔震效果。
作者：	李炼
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	潘盛山
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连理工大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文