新型动力控制装置的受力分析和数值模拟

TU318; 由于耐久性不足,常规黏滞阻尼器等动力控制装置不适用于双层钢桁梁斜拉桥减隔震设计.本文提出高性能的新型动力控制装置应用于双层钢桁梁斜拉桥抗震设计的研究思路,基于一座抗震设防烈度Ⅸ度区的跨径(90+128)m的双层钢桁梁斜拉桥,建立三维有限元分析模型,进行地震动时程分析,应用两种新型动力控制装置-弹性索组合黏滞阻尼器以及拉索减隔震支座,进行地震作用下的结构受力分析及数值模拟,针对弹性索组合黏滞阻尼器的设计参数-弹性索水平刚度K及阻尼系数C进行优化设计.研究得出以下结论:(1)由弹性索组合黏滞阻尼器和拉索减隔震支座组合而成的动力控制系统既满足正常使用状态下的耐久性要求,又可以有效减少结构在地震作用下的动力响应.(2)纵向地震动作用下,组合动力控制系统对梁端位移减震率达75％,塔底弯矩减震率达60％;横向地震动作用下,组合动力控制系统对边墩底弯矩减震率达45％,同时可控制墩梁相对位移在0.3 m以内.(3)假定阻尼指数a=0.3,参数优化设计表明,针对场地类别Ⅰ0地区,阻尼系数C推荐值为2 000 kN·s·m-1,弹性索水平刚度K推荐值为10 000 kN/m;针对场地类别Ⅱ地区,C推荐值为4 000 kN·s·m-1,K推荐值为50 000 kN/m;针对场地类别Ⅳ地区,C推荐值为6 000 kN·s·m-1,K推荐值为100 000 kN/m.