摩擦摆隔震支座的研究及发展应用.pdf

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1、DOI：10．3969／j．issn．1672—4011．2013．02．039摩擦摆隔震支座的研究及发展应用陈翠翠(安徽理工大学土木建筑学院，安徽淮南232001)摘要：简要概括了国内外滑移摆隔震技术的应用发展状况。系统总结、评述了摩擦摆隔震技术若干方向的研究进展，包括摩擦摆隔震结构性态、地震反应、隔震效果等。关键词：摩擦摆隔震系统；地震反应；隔震性能；研究进展中图分类号：TUll2．59+6文献标志码：A文章编号：1672—4011(2013)02—0081—02developmentandapplicationofFricti

2、onpendulumisolationbearingCHENCu据越(Anhuiuniversityof$cietlceandtechnologyinstituteofcivilCOn-struction，Hnainan232001，China)Abstract：Thispaperreviewstheslidingpendulumathomeandabroadofshock—-isolationtechnologyapplicationde··velopment．Summarizesandcommentsonthefrictionp

3、endulumisolationtechnologyresearchprogressofseveraldirections，in-dudingfrictionpendulumisolationstructuralstateandseismicresponse，vibrationisolationeffect，etc．Keywords：FrictionPendulumSystem；Seismicre—sponse；Isolationperformance；Researchprogress0前言摩擦摆基础隔震系统是20世纪80年代美国学

4、者Dr．VictorZayas先生提出来的，是在纯摩擦滑动隔震装置的基础上开发的，是一种平面滑动隔震装置的改进，其独特的圆弧形滑动面不仅使其具有限位和自动复位功能，还能够通过滑动摩擦消耗地震能量，从而大大减小上部结构的地震作用。由于其独特的隔震原理和施工技术上的简单、方便，越来越受到工程界的欢迎。由于其独特的可靠性和稳定性已经在美国和日本建成了几百座摩擦摆基础隔震建筑，工程应用越来越广泛。1摩擦摆隔震系统(FPS)FPS是“FrictionPendulumSystem”的缩写，支座滑块的受力分析如图1。摩擦摆隔震系统是一种经过改良的

5、摩擦滑移隔震装置，隔震装置中滑道和滑块半径相同，滑道是一个凹形不锈钢做的球形表面，滑块是一个向下凸起滑移块，作者简介：陈翠翠(1985一)，女，安徽碣山人，硕士，研究方向：结构工程。表面涂有一层特殊的材料，其中凹形球面能够提供弹性恢复力，使建筑物上部结构能自动复位，地震作用后的残留位移也可以得到有效的控制。摩擦摆隔震结构的原理简图如图2所示。o卜hl口＼图1摩擦摆支座滑块分析模型kb——氐V—一p＼／一玉．图2摩擦摆原理简图2摩擦摆基础隔震体系国内外研究现状近30年来，国内外的很多专家学者对摩擦摆基础隔震结构进行了深入的理论和实验研

6、究。在国外，美国学者Mokha⋯对摩擦摆隔震结构进行了振动台试验，取得了显著的隔震效果，并把FPS系统应用到工程实际；GrigithBl和Nagarajaiah¨o等一些科研人员对摩擦摆基础隔震结构在地震作用下FPS支座的位移大小及受拉约束方面进行了实验研究；C．S．Tsai、Tsu—ChengChiang、130—JenChen”o对变曲率摩擦摆隔震系统进行了研究；RS．Jarlgi∥o对地震作用下最优摩擦摆隔震系统进行了研究；YuanJian、RoschkePaul∞o对一种辊轴型摩擦摆隔震系统运动微分方程进行了推导；日本学者H

7、yakud也对摩擦摆隔震结构进行了深入研究，尤其是在FPS结构的工程设计方面。国内方面，李大望、周锡元、霍达¨1等人对摩擦摆基础隔震结构的性态和地震反应进行了分析，推导出了水平地震作用下单面的摩擦摆基础隔震结构的二阶振动微分方程以及其结构振动状态转换的基本条件；李大望、关罡、霍达埔。对摩擦摆型的TMD控制系统进行了控震效应分析，通过分析得出对FPS型TMD控震系统进行合理设计能够有效的改善结构的振动反应；杨林、常永平一1等人成功完成了我国第一个运用FPS摩擦摆隔震装置的模拟地震振动台试验，并针对不同场地从模型振动台试验和有限元计算两

8、个方面进行了研究比较，表明摩擦摆隔震装置能够有效地延长上部结构的自振周期，限制隔震层过大位移，同时具有自动复位的功能，有效减小了地震作用对上部结构的影响，隔震效果明显。王建强、丁永刚Ilo-11]等人采用微分连续模型模拟摩擦摆支座的单