V形钢阻尼耗能盆式支座减隔震性能研究

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连续梁桥在一联内一般只在一个墩设置固定支座,其余墩布置活动支座,地震中固定墩承担的地震力明显大于活动墩,易出现破坏,进而导致梁体震害。基于盆式支座,结合金属阻尼器,提出了一种新的单向活动支座—V形钢阻尼耗能盆式支座,旨在改善这一情况。论文首先详细介绍了该新支座的结构和工作原理,根据支座中V形钢阻尼器可能的变形,对其在水平力下的力学行为进行了研究。推导出了不考虑钢板下部宽度时的钢阻尼器单向水平力-位移关系的理论表达式;利用统计计算拟合得到了考虑下部宽度的修正系数,进一步完善了力-位移关系式;考虑到工程应用的方便,对钢阻尼器力-位移曲线进行双线性简化,得到了该模型的关键力学参数;对钢阻尼器滞回特性进行研究,提出了双线性的恢复力模型。在此基础上,论文结合活动盆式支座研究了新支座的水平向的力学行为。分别推导出了单向和双向加载时新支座的水平力和支座位移关系的分段数学表达式,借助有限元数值模拟,验证了其正确性;对水平力加载中支座的变形特点进行了分析,总结出了滞回规律,并提出了骨架曲线和恢复力模型,为其在工程计算中的模拟提供了理论依据。论文最后对采用新支座的4跨连续梁桥进行了动力时程分析,结果表明,E1地震震下,由于桥墩和主梁位移响应小,新支座与活动盆式支座表现相同;E2地震下,新支座能够增大活动墩的内力响应,减小固定墩的内力响应,明显改善固定墩和活动墩内力不均匀的现象,并且有效控制墩梁相对位移,表现出良好的抗震性能;钢阻尼器的力学参数与新支座的减震效果存在一定关系,依据该规律可在设计时选取合适的钢阻尼器以达到最佳的抗震效果;地震中支座的摩擦系数处在变化之中,不会影响其抗震性能;场地的卓越周期与连续梁桥主梁纵飘振形周期接近时,新支座有更好的抗震表现。
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