论文部分内容阅读
我国位于世界上两大地震带,环太平洋地震带和亚欧地震带之间。有史以来,我国的地震活动频繁,是世界上地震灾害最严重的国家之一,地震分布广,强度大,损失重。而近几十年来,随着我国经济的快速发展,基础设施的建设大步向前,各种形式的桥梁大量涌现。如何保证桥梁工程在可能出现的地震作用下安全的运行,减小地震给国民经济带来的损失,同时设计又不要太保守,常常是工程师极其关注的问题。目前,在对桥梁进行减隔震设计时,常常采用摩擦摆式减隔震支座,双曲面球形减隔震支座,铅芯橡胶支座和粘滞阻尼器等减隔震装置。采用上述减隔震装置可以改变桥梁的振动频率和阻尼比来降低结构的响应。但是这样的减隔震支座和装置制作、安装难度大,价格昂贵,而且养护成本和技术要求高,因此各类减隔震装置并没有得到广泛的应用。 如何能提供一种既简单又经济,并且适用于大多数桥梁的减隔震装置,成为当下桥梁工程建设的需要。本文致力于利用橡胶圆柱体跟外部约束材料,开发出一种简易、实用、新型的橡胶减震器。这种新型的橡胶减震器依靠外部约束材料来改变橡胶圆柱体的力学性能,来达到不同的抗震效果。 论文的主要工作如下: (1)基于不同参数下外缠纤维布的橡胶减震器的静态力学性能研究 橡胶材料采用天然橡胶,约束材料采用碳纤维布。橡胶是一种超弹性材料;碳纤维布是一种各向异性的材料,它在顺纹方向具有很高的强度和弹性模量。利用碳纤维布材料来约束橡胶圆柱体,能够改变橡胶减震器的力学性能,以起到减隔震和耗能的作用。采用数值模拟和试验相对比来研究在纤维布的不同缠绕方式、宽度和间距的情况下,橡胶减震器的力学性能的变化规律。 (2)纤维布约束橡胶减震器的动态力学性能研究 橡胶具有粘弹性的特性,会发生蠕变和松弛现象,在动载作用下由于应变滞后会产生滞回曲线。通过有限元动力分析来研究橡胶减震器的动态力学性能,能够进一步了解其耗能减震的能力。 (3)纤维布约束橡胶减震器的减隔震效果研究 将所研究的橡胶减震器应用到实桥上,采用时程分析方法计算桥梁的地震响应,来分析橡胶减震器的减隔震效果。