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，我國的地震活動頻繁，是世界上地震災(zāi)害最嚴重的國家之一，地震分布廣，強度大，損失重。而近幾十年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(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行，減小地震給國民經(jīng)濟帶來的損失，同時設(shè)計又不要太保守，常常是工程師極其關(guān)注的問題。目前，在對橋梁進行減隔震設(shè)計時，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頻率和阻尼比來降低結(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，價格昂貴，而且養(yǎng)護成本和技術(shù)要求高，因此各類減隔震裝置并沒有得到廣泛的應(yīng)用。
　　如何能提供一種既簡單又經(jīng)濟，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，開發(fā)出一種簡易、實用、新型的橡膠減震器。這種新型的橡膠減震器依靠外

3、部約束材料來改變橡膠圓柱體的力學(xué)性能，來達到不同的抗震效果。
　　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度和彈性模量。利用碳纖維布材料來約束橡膠圓柱體，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)值模擬和試驗相對比來研究在纖維布的

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態(tài)力學(xué)性能研究
　　橡膠具有粘彈性的特性，會發(fā)生蠕變和松弛現(xiàn)象，在動載作用下由于應(yīng)變滯后會產(chǎn)生滯回曲線。通過有限元動力分析來研究橡膠減震器的動態(tài)力學(xué)性能，能夠進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)用到實橋上，采用時程分析方法計算橋梁的地震響應(yīng)，來分