桥梁粘滞阻尼器关键参数研究与优化设计

摘要

我国是一个地震多发的国家，大面积的国土处于强震频发的地带，因此抗震是工程领域非常重要的问题。减隔震技术在桥梁工程抗震领域应用越来越广泛，粘滞阻尼器以其良好的抗震性能及适用性成为大跨度桥梁控制地震响应的较好选择。
　　论文介绍了粘滞阻尼器的分类，各类粘滞阻尼器的特点及其耗能原理，分析粘滞阻尼器的恢复力模型，并讨论了设置粘滞阻尼器的桥梁结构抗震理论分析方法。根据简化的非线性Maxwell模型，确定粘滞阻尼器的关键参数研究对象为阻尼系数C。传统的参数敏感分析法能够有效地得到桥梁粘滞阻尼器的最优参数组合，但存在计算及数据处理工作量大、耗时长、效率低下等问题。因此论文采用随机振动理论，得到单自由度振动系统最优阻尼比及其对应的阻尼系数理论公式，采用能量等效理论，进一步得到非线性粘滞阻尼器的最优阻尼系数的表达式。
　　以某连续梁桥为工程实例，采用有限元分析软件MIDAS/CIVIL2013建立其有限元模型，分析动力特性，计算得到优化阻尼系数。采用非线性时程分析法，验证基于随机振动理论粘滞阻尼器参数优化方法的正确性。
　　对论文所研究的粘滞阻尼器优化设计，从结构设计、粘滞介质和密封三个方面来进行探讨，分别提出优化建议。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 结构振动控制理论

1．2．1 被动控制

1．2．2 主动控制

1．2．3 混合控制

1．2．4 半主动控制

1．3 国内外研究现状

1．4 论文研究问题提出及主要工作

1．4．1 论文研究问题提出

1．4．2 论文的主要工作

第2章 粘滞阻尼器的基本理论

2．1 粘滞阻尼器的分类和特点

2．1．1 缸式粘滞阻尼器

2．1．2 粘滞阻尼墙

2．1．3 筒式粘滞阻尼器

2．2 粘滞阻尼器的耗能原理

2．2．1 粘滞摩擦耗能

2．2．2 孔缩效应耗能

2．3 粘滞阻尼器的恢复力模型

2．3．1 线性模型

2．3．2 Kelvin模型

2．3．3 Maxwell模型

2．3．4 Wiechert模型

2．3．5 分数微分模型

2．3．6 本文采用的理论模型

2．4 设置粘滞阻尼器的桥梁结构抗震理论分析方法

2．4．1 静力法

2．4．2 反应谱法

2．4．2 时程分析法

2．5 本章小结

第3章 粘滞阻尼器关键参数研究

3．1 粘滞阻尼器关键参数选择

3．2 基于随机振动理论的粘滞阻尼器参数优化

3．2．1 线性阻尼器最优阻尼参数理论公式

3．2．2 非线性阻尼器最优阻尼参数理论公式

3．3 本章小结

第4章 桥梁粘滞阻尼器参数优化算例分析

4．1 工程概况

4．2 计算有限元模型

4．3 桥梁结构动力特性分析

4．4 地震波选取及计算工况

4．5 计算结果

4．6 本章小结

第5章 桥梁粘滞阻尼器优化设计

5．1 粘滞阻尼器结构设计

5．2 粘滞介质优化

5．2．1 液压油

5．2．2 有机硅油

5．2．3 改性高分子材料

5．3 密封

5．3．1 漏油的原因分析

5．3．2 漏油的预防措施

5．4 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士研究生学位期间参加的科研工作