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新型客站随机地震响应的控制策略

【发表时间:2015/2/4】 【阅读次数:863】

新型客站随机地震响应的控制策略  点击下载

摘 要:高速铁路建造过程中出现的新型客站往往以房桥合一为特征,其综合了房屋建筑和桥梁结构二者的特点,抗震与减震设计必然不同于一般结构物。本文首先建立在新型客站中设置层间隔震和混合减震控制的
基本模型,并基于随机地震输入和虚拟激励法推导高效计算表达式。在此理论基础上,研究层间隔震技术的减震效果和工作机理,指明层间隔震存在的缺陷。继而针对层间隔震的不足,在房桥合一客站中引入混合减震控制策略,其在层间隔震基础上通过设置连接阻尼器实现减小桥梁位移和避免梁体碰撞的目的,深入研究层间隔震与连接阻尼器的工作机理,提出混合减震策略的优化设计方法。研究表明:层间隔震与混合控制策略在房桥合一新型客站随机地震响应控制中是可行且有效的。
关键词:房桥合一;层间隔震;混合控制;阻尼器;优化策略
结论
    本文研究建式客站中层间隔震与混合减震控制方法的有效性和参数优化方法。基于新型客站独特的结构形式,首先建立层间隔震和混合减震控制的数值模型,并基于虚拟激励法推导相应高效计算表达式。在此理论基础上,研究层间隔震的减震效果和工作机理,指出其存在的缺陷,进一步提出层间隔震与连接阻尼器的混合减震控制技术,该控制技术在地震中可更好保护房屋建筑与桥梁结构。基于本文研究工作,得出以下结论:
(1)在新型客站中设置层间隔震以控制房屋建筑的地震响应是可行的,且具备较高鲁棒性,其通过阻尼力和弹性力提供反力以抵抗和耗散地震输入,工作机理不同于TMD装置,并不体现调谐吸振特性。
(2)层间隔震的单桥模型与多桥模型两种参数优化方法各具特色,单桥模型中桥梁结构一致振动,无碰撞隐患;多桥模型桥梁可能发生碰撞,刚度弱化的部分桥梁存在较大侧移,然而其减震效果和稳定性更好。两种优化方法可视不同工况加以区别采用。
(3)为解决多桥模型优化方法存在的缺陷,本文提出了混合减震控制策略,其通过层间隔震与连接阻尼器的协同工作一方面可减小房屋建筑的地震响应,一方面可有效控制各桥梁结构的位移,避免碰撞发生。该混合控制策略是可行的、有效的,且其设计步骤简单明了,适用于工程应用。

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