一种新型摩擦摆隔震支座的隔震性能研究

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随着越来越多隔震建筑的出现,摩擦摆隔震支座因为具有比摩擦滑移支座更好的滞回性能而被研究者所关注。初始的摩擦摆形式只有一个滑动面,对地震激励的反应单一,不能及时的随着位移的增加调整自身的刚度和阻尼,所以在地震作用下的滑动状态具有不确定性。本文提出了一种新型摩擦摆隔震支座,其采用了双层系统的构造方式,针对初始的摩擦摆支座耗能能力以及自适应性不足的问题,增加了滑动面的数量,以实现更大的位移能力,且滑动面可设置为不同的曲率半径和摩擦系数。为了防止在极端情况下滑块滑动位移过大导致滑出滑道,在滑道两侧增加了限位挡块,以限定支座的最大位移。在研究新型摩擦摆隔震支座的力学性能与耗能情况时,本文先后展开了对支座的理论分析、数值模拟以及实际工程下的动力响应研究,完成的主要工作如下:(1)提出新型摩擦摆支座的计算力模型,核心参数选取原则以及承载力验算方法,利用平衡方程对支座运动状态进行了理论分析。(2)选取的摩擦摆核心尺寸建立实体模型,并选取力学参数考察支座的性能。通过位移加载的方法,改变支座的竖向压力、摩擦系数和滑移幅值得到支座在各种工况下的滞回性能,根据模拟数据分析计算各种变量对力学参数的影响,结果表明:支座刚度改变的主要影响因素为竖向压力的大小,摩擦系数虽然也可对支座刚度产生影响,但影响程度较为有限;而等效阻尼比不会因竖向压力的增加或减小发生明显变化,但摩擦系数对等效阻尼比的改变较为明显;支座在不同的滑移阶段均有着良好的滞回性能,且能够随着位移的变化而改变自身的刚度以及阻尼,具有较好的自适应性。(3)对一实际工程实体建模,并输入两条天然波和一条人工波,探究其在隔震与未隔震下的动力响应,结果表明,新型摩擦摆隔震支座对结构有着良好的隔震效果。
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