间隙式SMA-NSD隔震支座在多跨梁桥中的应用与抗震性能分析

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中文摘要：我国是一个桥梁大国，频发的地震给桥梁造成巨大的损害，因此提高桥梁的抗震能力具有重要的研究意义。隔震技术在提高多跨桥梁抗震性能方面已广泛应用，然而传统隔震支座在地震动作用下，容易产生残余位移大、底部剪力水平较高和限位能力不够等问题。目前研究解决上述问题主要分为两个方向:一方面，形状记忆合金(SMA)隔震支座对峰值位移和残余位移起到很好的控制作用，但是会引起结构内力响应增大;另一方面，负刚度(NSD)隔震支座可以有效减小结构的内力响应，但是可能会引起较大的残余位移。本文充分评估了间隙式SMA隔震支座和NSD隔震支座分别应用于两个多跨梁桥中的隔震性能。在此基础上，结合SMA与NSD各自的优点，提出一种间隙式SMA-NSD摩擦隔震支座。本文的研究内容如下: (1)间隙式SMA-LRB隔震支座的多跨连续梁桥隔震性能评估:利用OpenSees软件，对采用非隔震、LRB隔震及间隙式SMA-LRB隔震的桥梁进行地震响应对比，结果表明，间隙式SMA-LRB隔震桥梁相比LRB隔震桥梁，支座的峰值位移减小，桥墩墩项的残余位移降低，但是会增大结构的内力响应和桥面加速度。 (2) NSD-FPB隔震支座的多跨简支梁桥隔震性能评估:分别输入远场地震动、近场非脉冲地震动和近场脉冲地震动，对FPB隔震、间隙式SMA-FPB隔震和NSD-FPB隔震的桥梁进行四水准（小震、中震、大震和巨震）下的地震响应分析，与FPB隔震、间隙式SMA-FPB隔震桥梁相比，NSD-FPB隔震桥梁中NSD可以降低结构刚度，有效减小桥面加速度和支座剪力，但是支座残余位移显著增大。 (3)间隙式SMA-NSD-FPB隔震支座的多跨简支梁桥抗震性能分析:提出间隙式SMA-NSD-FPB隔震支座，进行上述地震响应分析，该支座可显著降低NSD支座引起的残余变形并显著同时降低SMA支座引起的底部剪力。选取一定数值范围的SMA间隙和SMA屈服力，分析参数变化对间隙式SMA-NSD-FPB隔震效果的影响，综合考虑两种参数的合理取值，选取一组参数进行地震响应分析，得出的间隙式SMA-NSD-FPB隔震桥梁相比FPB隔震桥梁，桥面加速度和支座剪力降低，支座峰值位移及残余位移基本相等。

作者：

李承甜

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关键词：

多跨桥梁形状记忆合金隔震支座刚度隔震支座抗震性能

授予学位：

硕士

学科专业：

建筑与土木工程

导师：

杜修力

学位年度：

2022

学位授予单位：

北京工业大学

语种：

中文

中图分类号：