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地震工程与工程振动 2024年第1期44卷 225-236页

作者：徐振江张熙胤管嘉达于生生孙斌洁张益舶兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

为研究冻土影响下桩基础铁路重力式桥墩的地震破坏特征以及不同影响因素对季节性冻土区桩基础铁路重力式桥墩抗震性能的影响,首先通过拟静力模型试验研究了冻土影响下桩基础铁路重力式桥墩的地震破坏特征;其次建立了考虑冻土效应的桩基... 详细信息

为研究冻土影响下桩基础铁路重力式桥墩的地震破坏特征以及不同影响因素对季节性冻土区桩基础铁路重力式桥墩抗震性能的影响,首先通过拟静力模型试验研究了冻土影响下桩基础铁路重力式桥墩的地震破坏特征;其次建立了考虑冻土效应的桩基础桥墩有限元分析模型,采用数值模拟方法探讨了季节性冻土层厚度、剪跨比、轴压比和承台埋入深度4个参数对冻土区桩基础铁路桥墩抗震性能的影响。研究结果表明:在一定范围内季节性冻土层厚度的增加有利于提高桩基础铁路重力式桥墩的抗震性能,但当冻土层厚度超出这一范围再增加时,其对桩基础桥墩水平承载能力的影响会变弱,同时冻土层厚度的增加会加速桩-土-桥墩体系的破坏;剪跨比的增大和承台埋入深度的减少均会显著降低冻土影响下桩基础桥墩的抗震性能;轴压比的增大会提高桩基础桥墩的水平承载能力,但会加速桩基础桥墩峰值荷载的出现,同时也会加速桩-土-桥墩体系的破坏。

关键词：季节性冻土桩基础铁路重力式桥墩抗震性能滞回耗能特性

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RC桥墩加载刚度退化及等效阻尼比试验

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中国公路学报 2021年第11期34卷 165-177页

作者：邵长江韦旺西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学陆地交通地质灾害防治技术国家工程实验室四川成都610031

为揭示钢筋混凝土实心墩和空心墩的刚度退化规律及等效阻尼比,以剪跨比、配箍率和配筋率为设计参数,开展了7个方形实心墩和7个方形空心墩的低周往复加载试验。基于拟静力试验结果,探讨不同设计参数对实心和空心墩的滞回耗能及刚度退化... 详细信息

为揭示钢筋混凝土实心墩和空心墩的刚度退化规律及等效阻尼比,以剪跨比、配箍率和配筋率为设计参数,开展了7个方形实心墩和7个方形空心墩的低周往复加载试验。基于拟静力试验结果,探讨不同设计参数对实心和空心墩的滞回耗能及刚度退化的影响,建立了等效阻尼比与位移延性系数之间的关系,给出方形墩等效阻尼比的统一计算模型。通过文献中8组试验结果评估既有等效阻尼比公式,并验证所提出模型的适用性。研究结果表明:剪跨比对滞回耗能的影响不显著,而增加配筋率则可提高构件耗能能力;剪跨比对刚度退化的影响较配筋率和配箍率大,剪跨比越小的试件刚度退化越快;位移延性系数μ<3时,刚度退化系数随位移延性系数的增加呈指数下降,位移延性系数μ≥3时刚度退化系数随位移延性系数的增加呈线性下降;等效屈服前等效阻尼比与刚度退化系数呈线性关系,等效屈服后等效阻尼比与刚度退化系数呈指数关系。既有等效阻尼比公式中,Priestley、程光煜和张艳青等所提公式的计算结果与试验值较为接近;较既有公式,所建议公式的计算值与试验值更为接近,适用于估算方形实心和空心墩的等效阻尼比。

关键词：桥梁工程钢筋混凝土桥墩拟静力试验滞回耗能特性刚度退化等效阻尼比

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RC桥墩加载刚度退化及等效阻尼比试验研究

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中国公路学报 2021年

作者：邵长江韦旺西南交通大学土木工程学院陆地交通地质灾害防治技术国家工程实验室

为揭示钢筋混凝土实心墩和空心墩刚度退化规律及等效阻尼比，以剪跨比、配箍率和配筋率为设计参数，开展了7个方形实心墩和7个方形空心墩的低周往复加载试验。基于拟静力试验结果，探讨不同设计参数对实心和空心墩的滞回耗能和刚度退化... 详细信息

为揭示钢筋混凝土实心墩和空心墩刚度退化规律及等效阻尼比，以剪跨比、配箍率和配筋率为设计参数，开展了7个方形实心墩和7个方形空心墩的低周往复加载试验。基于拟静力试验结果，探讨不同设计参数对实心和空心墩的滞回耗能和刚度退化的影响，建立了等效阻尼比与位移延性系数之间的关系，给出方形墩等效阻尼比的统一计算模型。通过文献中8组试验结果评估既有等效阻尼比公式，并验证所给模型的适用性。研究表明，剪跨比对滞回耗能的影响不显著，而增加配筋率则可提高构件耗能能力；剪跨比对刚度退化的影响较配筋率和配箍率大，剪跨比越小的试件刚度退化越快。位移延性系数μ＜3时，刚度退化系数随位移延性系数的增加呈指数下降，位移延性系数μ≥3时刚度退化系数随位移延性系数的增加呈线性下降；等效屈服前等效阻尼比与刚度退化系数呈线性关系，等效屈服后等效阻尼比与刚度退化系数呈指数关系。既有等效阻尼比公式中，Priestley、）等公式的计算结果与试验较为接近；较既有公式，本文建议公式的计算值与试验更为接近，适用于估算方形实心和空心墩的等效阻尼比。

关键词：钢筋混凝土桥墩拟静力试验滞回耗能特性刚度退化等效阻尼比

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铅芯橡胶支座桥梁减震设计与分析

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工程力学 2001年第A3期18卷 108-112页

作者：王丽闫贵平等北方交通大学土建学院北京100044

本文建立了铅芯橡胶支座滞回特性的等效线性化模型，给出了适用于这种减震装置的设计参数的计算方法及合理的取值范围，并利用ansys软件结合连续梁桥算例分析了铅芯橡胶支座连续梁桥的减震效果和影响铅芯橡胶支座减震效果的因素。

关键词：桥梁铅芯橡胶支座滞回耗能特性设计参数减震设计

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SMA支撑体系的滞回性能试验研究及其在海洋平台中的应用分析

SMA支撑体系的滞回性能试验研究及其在海洋平台中的应用分析

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作者：刘艳梅青岛理工大学

学位级别：硕士

近年来,形状记忆合金（Shape Memory Alloy,简称SMA）在多种领域中应用范围广泛。SMA的两个基本特性是形状记忆效应和超弹性，其中超弹性是土木工程领域中最值得关注的力学性能之一。本文将SMA支撑和Pall-SMA摩擦阻尼支撑体系应用于JZ20... 详细信息

近年来,形状记忆合金（Shape Memory Alloy,简称SMA）在多种领域中应用范围广泛。SMA的两个基本特性是形状记忆效应和超弹性，其中超弹性是土木工程领域中最值得关注的力学性能之一。本文将SMA支撑和Pall-SMA摩擦阻尼支撑体系应用于JZ20-2MUQ海洋平台中，通过有限元软件ANSYS和试验分析形状记忆合金支撑体系的振动控制性能。本文的主要研究内容：（1）在不同的加载条件下对形状记忆合金进行拉伸试验，得到其在室温下的应力-应变曲线，据此分析合金超弹性特征参数与加载条件的关系，并对丝材、棒材和板材的滞回耗能特性进行对比。结果表明：应变幅值、循环次数和预应变对SMA超弹性性能影响显著，而加载频率的影响很小;实际应用时可预先对SMA进行循环训练，以获得稳定的超弹性性能，也可预先施加一定的预应变幅值，以达到更好的耗能效果;丝材、棒材、板材的滞回耗能规律基本相似，但其具体耗能值、应力值、屈服平台均依次减小，实际应用时可根据不同的耗能要求合理选取SMA的截面形式。（2）首先对SMA支撑进行仿真分析，并与SMA拉伸试验结果进行对比，表明仿真分析和试验得出的SMA应力-应变曲线变化规律相似，进一步证明SMA具有良好的滞回耗能特性，可应用于结构的振动控制中;然后对Pall-SMA摩擦阻尼支撑体系进行试验研究，分析SMA支撑与Pall型摩擦阻尼器的滞回性能，并将不同截面面积和长度的SMA支撑的滞回性能进行对比。结果表明：选择适宜的SMA支撑长度和截面高宽比，既能获得较好的滞回性能，又可节省材料;滑动螺栓预紧力对支撑体系的滞回性能的影响显著。（3）将SMA支撑和Pall-SMA支撑体系应用于导管架式海洋平台，利用有限元分析软件ANSYS对海洋平台进行抗震和冰激分析，将其振动控制效果与原结构进行对比，据此分析支撑体系的减振效果。结果表明：由于原结构自身刚度过大，SMA支撑不能充分发挥作用，故将海洋平台原结构设置隔振层形成海洋平台隔振结构以增加隔振层变形，使形状记忆合金支撑充分发挥作用，从而增强耗能能力，研究结果表明分别设置两种支撑体系的海洋平台隔振结构导管架端帽处的最大位移、甲板处的最大加速度均有较好的控制效果，保证了平台的稳定性，满足了安全性和舒适感。同时，相对于SMA支撑，Pall-SMA支撑体系的减振效果更为明显，这是因为Pall型摩擦阻尼器也消耗了部分能量。

关键词： SMA支撑 Pall-SMA支撑体系超弹性滞回耗能特性 ANSYS

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基于新型形状记忆合金防屈曲支撑的海洋平台结构振动控制研究

基于新型形状记忆合金防屈曲支撑的海洋平台结构振动控制研究

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作者：孙进伟青岛理工大学

学位级别：硕士

海洋平台结构复杂、造价昂贵，所处的海洋环境十分复杂和恶劣。对海洋平台结构进行有效的振动控制是保证结构安全性和耐久性的重要措施。采用耗能减震体系可以延长结构寿命，同时还会降低海洋平台的维护和检测费用，具有重要的意义。 ... 详细信息

海洋平台结构复杂、造价昂贵，所处的海洋环境十分复杂和恶劣。对海洋平台结构进行有效的振动控制是保证结构安全性和耐久性的重要措施。采用耗能减震体系可以延长结构寿命，同时还会降低海洋平台的维护和检测费用，具有重要的意义。防屈曲支撑（Buckling-Restrained Brace，简称BRB）是一种新型耗能减振构件，具有工作性能稳定、耗能减振效果显著、施工安装方便、经济、设计灵活不影响建筑物美观等诸多优点，使其成为各种新建、改造和加固结构抗震设计的较佳选择。近年来，形状记忆合金（Shape Memory Alloy，简称SMA）在多种领域中应用范围广泛。SMA的两个基本特性是形状记忆效应和超弹性，其中超弹性是土木工程领域中最值得关注的力学性能之一。本文以SMA作为核心耗能材料制成防屈曲支撑（下文简称SMA-BRB），并将其应用于JZ20-2MUQ海洋平台中，通过有限元软件ANSYS分析该支撑对海洋平台的减振控制效果。随着振动控制技术的不断发展，“智能化”技术被引入结构振动控制中，以期解决现在复杂结构的振动控制问题。结构智能控制主要包含两方面内容，一是以智能控制算法为基础的智能控制，如模糊控制和遗传算法等;二是以智能驱动或智能阻尼装置为基础的智能控制，如压电材料和形状记忆合金等。本文的主要研究内容：（1）对SMA-BRB支撑施加静力往复位移荷载，分析其塑性滞回性能进而考察其耗能能力。采用ANSYS有限元软件对设计的支撑进行了有限元仿真分析。将数值模拟结果与试验测试结果进行了对比分析。发现计算结果与试验得到的结果吻合，支撑克服了普通支撑受压容易屈曲的缺点，使得结构受力更合理。表明这种防屈曲支撑有良好的滞回耗能特性，可应用于结构的振动控制中。（2）将SMA-BRB支撑应用于导管架式海洋平台，利用有限元分析软件ANSYS对海洋平台进行抗震和冰激分析，对比平台增设支撑前后的振动控制效果，据此分析支撑体系的减振效果。为了充分发挥SMA-BRB的作用，需降低原结构自身刚度，故将海洋平台原结构设置隔振层形成海洋平台隔振结构以增加隔振层变形，从而增强耗能能力。研究结果表明设置支撑后的海洋平台隔振结构导管架端帽处的最大位移、甲板处的最大加速度均有较好的控制效果，提升了平台的稳定性、安全性和舒适感。（3）将SMA-BRB与橡胶隔振垫结合形成智能隔振体系，通过模糊控制算法调节该支撑体系的输出控制力。并以渤海JZ20-2MUQ海洋平台为例进行仿真分析，验证模糊控制算法在海洋平台振动控制中的可用性。结果表明，通过模糊控制该隔振体系的减震效果明显，可大大降低海洋平台结构的振动反应。

关键词： SMA-BRB支撑超弹性滞回耗能特性 ANSYS 振动控制

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铅芯橡胶支座桥梁减震设计与分析

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第十届全国结构工程学术会议

作者：王丽闫贵平闫志刚北方交通大学土建学院

本文建立了铅芯橡胶支座滞回特性的等效线性化模型,给出了适用于这种减震装置的设计参数的计算方法及合理的取值范围,并利用ansys软件结合连续梁桥算例分析了铅芯橡胶支座连续梁桥的减震效果和影响铅芯橡胶支座减震效果的因素.

关键词：桥梁铅芯橡胶支座滞回耗能特性设计参数

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