LRB隔震渡槽结构地震响应的简化计算方法.pdf

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1、第28卷第3期土木工程与管理学报Vo1．28No．32011年9月JournalofCivilEngineeringandManagementSep．2011LRB隔震渡槽结构地震响应的简化计算方法叶昆，符蓉，李黎(1．华中科技大学土木工程与力学学院，湖北武汉430074；2．华中科技大学文华学院城建学部，湖北武汉430074)摘要：为探究采用铅芯橡胶隔震支座的大型渡槽结构地震响应的简化分析计算方法，本文针对某大型隔震渡槽进行了7度顺槽向地震响应分析。比较了双质点双线性模型、单质点双线性模型、改进后的单质点双线性模型和有限元模型的计算结果。分析了槽墩刚度、阻

2、尼比对计算结果的影响。分析计算表明改进后的单质点双线性模型计算简便并能够满足精度要求，可以运用于实际工程的初步设计中。关键词：铅芯橡胶隔震支座；渡槽结构；双线性模型中图分类号：TU352．12；TU311．4文献标识码：A文章编号：2095-0985(2011)03-0119-05铅芯橡胶支座(Leadcorerubblebearing，简称隔震渡槽结构进行7度顺槽向的地震响应分析。LRB)是集隔震器和阻尼器于一体的隔震装置，其比较了几种常用的计算方法的区别，提出了基于在房屋基础隔震和桥梁隔震中得到了广泛应用。单质点双线性模型的反应谱计算方法，并与有限LRB

3、能够延长结构的自振周期，增大阻尼，从而元软件的时程分析结果进行了比较，分析计算结减少传递给上部结构的能量，降低结构地震响应。果表明其能够满足计算精度，能为实际工程设计渡槽结构是一种跨越山谷、河流和道路等地提供一定参考。形的重要输水建筑物，其最大特征是槽体承载的水体比槽体自重还大，形成“头重脚轻”、对抗震1渡槽基本资料不利的结构形式。在强震区，大型渡槽结构的抗震问题非常突出，在地震作用下，结构主要受力构1．1结构形式及几何尺寸件的变形与应力往往超过材料的设计允许值，按南水北调工程某大型渡槽结构槽身采用预应传统设计方法很难满足抗震安全要求。因此建议力钢筋混凝土U

4、形槽结构型式，共4槽，单槽直采用隔震措施。通常是在槽体和槽墩问设置隔震径8m，直段高3．4m，U槽净高7．4m，4槽各自独装置来降低地震响应。由于渡槽与桥梁的结构特立，每2槽支承于一个下部槽墩上。u槽壁厚0．点相近，故可适当借鉴桥梁隔震设计的经验。35m，槽底局部加厚至0．9m，宽2．60m。槽顶纵张林让等¨通过振动台试验研究了渡槽结向每3m设拉杆，拉杆宽0．5m，高0．5m。槽两构隔震机理和效应；原媛等对LRB的双线性模端设端肋，端肋部位总高9．2m，宽2．0rta。槽身型进行了研究；徐建国等进行了渡槽结构的非纵向为简支梁型式，跨径30m。下部支承采用钢线

5、性研究；何文光等进行了隔震结构设计加速筋混凝土空心墩，高度统一取为13m(在实际工度反应谱的取值研究；彭利华等应用ANAYS程中根据地形条件而定)；承台长23．2m，宽7．6大型有限元程序对大型渡槽结构的抗震及隔震性m；基础为灌注桩。能作了研究；季日臣等通过建立基于渡槽内水1．2材料参数体与槽身流固耦合理论和附加质量方法的计算模槽身混凝土强度等级为C50，弹性模量为型，对比分析了考虑水体晃荡作用对渡槽结构地=3．45×10MPa，重度为=25．00kN／m；槽墩震响应的影响；钟铁毅等提出了基于能量法的采用C30混凝土，弹性模量为E=3×10MPa，重LRB隔

6、震桥梁设计方法。度y=25．00kN／m。本文主要针对南水北调工程中某大型LRB1．3抗震设计参数收稿日期：2011_o72作者简介：叶昆(1977-)，男，江西赣州人，副教授，博士，研究方向为工程结构的抗震和减隔震(Email：kun．ye@mail．hust．edu．(313)基金项目：国家自然科学基金(51008134)·120·土木工程与管理学报2011年根据《公路桥涵设计通用规范》和《中国地震将该渡槽结构简化烈度区划图》，该渡槽工程处在VI和VII度区，7为双质点模型，如图2所度设防烈度地震动加速度峰值为0．10g，拟建项示。其中顺槽向槽墩的目建设

7、所在地区地震基本烈度为6度。该地场地刚度k。=760．75kN／土类别为Ⅱ类，场地特征周期为0．48，结构重要am。由于槽墩质量为线性修正系数C=1．7；综合影响系数取为=性分布，故将其一半的质0．33。量集中在墩底，另一半的质量集中在墩顶，为m图2双质点双线性模型1．4槽内水体附加质量模型采用国内外普遍采用的Westergard附加质量=209．2t。LRB的等效刚度为k，1／4槽身及附法来求解动水压力的影响J。即将槽内水体完加水体质量为m：=712．4t。全视为与槽体一起运动的刚性附加质量，附加质2．2计算方法量沿槽体边壁和底板均匀分布。使用振型分解反应

8、谱方法进行计算。1．5LRB基本参数=G(1)LRB