約束橡膠減震器的力學(xué)性能及減隔震效果研究.pdf

1、我國(guó)位于世界上兩大地震帶，環(huán)太平洋地震帶和亞歐地震帶之間。有史以來(lái)，我國(guó)的地震活動(dòng)頻繁，是世界上地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一，地震分布廣，強(qiáng)度大，損失重。而近幾十年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)大步向前，各種形式的橋梁大量涌現(xiàn)。如何保證橋梁工程在可能出現(xiàn)的地震作用下安全的運(yùn)行，減小地震給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)的損失，同時(shí)設(shè)計(jì)又不要太保守，常常是工程師極其關(guān)注的問(wèn)題。目前，在對(duì)橋梁進(jìn)行減隔震設(shè)計(jì)時(shí)，常常采用摩擦擺式減隔震支座，雙曲面球形減隔

2、震支座，鉛芯橡膠支座和粘滯阻尼器等減隔震裝置。采用上述減隔震裝置可以改變橋梁的振動(dòng)頻率和阻尼比來(lái)降低結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。但是這樣的減隔震支座和裝置制作、安裝難度大，價(jià)格昂貴，而且養(yǎng)護(hù)成本和技術(shù)要求高，因此各類減隔震裝置并沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。
　　如何能提供一種既簡(jiǎn)單又經(jīng)濟(jì)，并且適用于大多數(shù)橋梁的減隔震裝置，成為當(dāng)下橋梁工程建設(shè)的需要。本文致力于利用橡膠圓柱體跟外部約束材料，開(kāi)發(fā)出一種簡(jiǎn)易、實(shí)用、新型的橡膠減震器。這種新型的橡膠減震器依靠外

3、部約束材料來(lái)改變橡膠圓柱體的力學(xué)性能，來(lái)達(dá)到不同的抗震效果。
　　論文的主要工作如下：
　?。?）基于不同參數(shù)下外纏纖維布的橡膠減震器的靜態(tài)力學(xué)性能研究
　　橡膠材料采用天然橡膠，約束材料采用碳纖維布。橡膠是一種超彈性材料；碳纖維布是一種各向異性的材料，它在順紋方向具有很高的強(qiáng)度和彈性模量。利用碳纖維布材料來(lái)約束橡膠圓柱體，能夠改變橡膠減震器的力學(xué)性能，以起到減隔震和耗能的作用。采用數(shù)值模擬和試驗(yàn)相對(duì)比來(lái)研究在纖維布的

4、不同纏繞方式、寬度和間距的情況下，橡膠減震器的力學(xué)性能的變化規(guī)律。
　　（2）纖維布約束橡膠減震器的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能研究
　　橡膠具有粘彈性的特性，會(huì)發(fā)生蠕變和松弛現(xiàn)象，在動(dòng)載作用下由于應(yīng)變滯后會(huì)產(chǎn)生滯回曲線。通過(guò)有限元?jiǎng)恿Ψ治鰜?lái)研究橡膠減震器的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能，能夠進(jìn)一步了解其耗能減震的能力。
　?。?）纖維布約束橡膠減震器的減隔震效果研究
　　將所研究的橡膠減震器應(yīng)用到實(shí)橋上，采用時(shí)程分析方法計(jì)算橋梁的地震響應(yīng)，來(lái)分