某多层框架隔震结构采用橡胶支座和摩擦摆支座的比较分析

《建设工程抗震管理条例》推行以来,设计人员广泛面临多层框架隔震结构设计方法不明确、不完善的问题,为了探究隔震计算中一些关键设计参数,本文以某8度(0.2g)区重点设防类的多层框架隔震结构为例,采用橡胶支座和摩擦摆支座两种方案,从设计方法和分析结果两方面比较了两种支座隔震结构的异同点。结果表明:摩擦摆支座的反应谱法还有待进一步的研究,橡胶支座的反应谱法较为完善;摩擦摆支座隔震结构和橡胶支座隔震结构的底部剪力比接近;摩擦摆支座水平滑动时产生竖向位移,该竖向位移引起的加速度基本可以忽略;摩擦摆支座传给支柱的弯矩要考虑球冠体的竖向位移;摩擦摆支座的连接螺栓只受剪,没有水平力产生的弯矩,而橡胶支座的连接螺栓承受剪力和水平力产生的弯矩。上述结论对于多层框架隔震结构的设计应用有一定的工程借鉴和理论参考价值。

复摩擦摆隔震性能的振动台试验研究

通过模型振动台试验研究采用复摩擦隔震支座(MFPB)的楼面隔震性能。试验结果表明,隔震层上部荷载变化对MFPB隔震效果没有影响;MFPB与黏滞阻尼器的协同工作能够控制隔震楼面的位移;竖向地震动对MFPB的水平隔震效果无明显影响;用SAP2000中的摩擦连接单元模拟MFPB隔震效果的精度是满足工程需求的。

竖向抗拔摩擦摆支座力学性能的试验研究

根据隔震技术在大跨空间结构中的研究现状,针对现有摩擦摆支座不具有抗拔性能的缺点,基于竖向抗拔摩擦摆支座的专利设计,提出一种新型构造的竖向抗拔摩擦摆支座,对其进行构造设计,建立相应的理论模型,并对相关力学性能进行试验研究。试验内容包括测定竖向抗拔摩擦摆支座在简谐激励下的滞回性能;考察竖向压力和滑移速度对支座滞回性能的影响;测定竖向抗拔摩擦摆支座滑动面间的摩擦系数以及竖向压力和滑移速度对摩擦系数的影响。试验结果表明,支座具有良好的耗能能力。

桩-土-结构相互作用下新型抗拔摩擦摆支座对单层柱面网壳结构地震响应的影响

基于设计提出的铜基面抗拔摩擦摆支座（FPB）试验研究和数值模拟,将铜基面抗拔摩擦摆支座以双线性模型简化,并结合桩-土-结构相互作用（PSSI）、黏弹性人工边界相关理论,采用整体有限元法建立桩-土-结构相互作用的隔震（PSSII）单层柱面网壳结构模型,研究桩-土-结构相互作用下铜基面抗拔摩擦摆支座对网壳结构地震响应的影响及地震波输入的空间效应问题。研究结果表明：铜基面抗拔摩擦摆支座使桩-土-结构作用下的网壳结构的节点加速度峰值衰减50%~60%,网壳杆件的内力衰减50%~80%,地震波频谱特性对抗拔摩擦摆支座的隔震效应有着不可忽略的影响;PSSII体系网壳节点加速度最大值未必在地震波垂直入射时最大,入射角度45°~60°是一重要的考虑区间;当地震波入射角度为55°~80°时,在进行抗震计算时可按国家标准规定进行地震波输入,当不在此范围时,不宜按照规范规定进行地震波输入,应考虑地震波的空间效应。

地震动竖向分量对FPB隔震轻轨桥地震响应影响

为分析地震动竖向分量引起的摩擦摆支座动反力变化对其滞回特性以及桥梁减震效果的影响,提出一种考虑摩擦摆支座竖向动反力变化的分析方法,并通过对比已有试验数据验证该方法的正确性。以一座大跨连续梁轻轨桥为工程背景,选取合适的摩擦摆支座参数,分别建立普通钢支座、考虑和不考虑动反力变化的摩擦摆支座三种桥梁-支座有限元模型,进行多种工况下的时程分析。结果表明,考虑支座动反力变化后,摩擦摆支座的滞回曲线不再符合理想双线性规律,对桥梁减震效果产生不利影响,且这一影响随地震动竖向分量输入比例增大略有增大;随地震动峰值加速度的增加略有减小,受列车荷载的影响较小。在竖向地震动强烈的地区,如果不考虑支座动反力的影响,可能会偏小地估计桥墩的最大内力和位移。

URTFPB高层隔震建筑地震响应分析

竖向抗拔型摩擦摆支座(URTFPB)是一种新型减震消能支座。介绍了该支座的工作机理及力学模型。以框剪高层隔震建筑为例,利用Midas Gen软件建立了基础隔震结构计算模型,提取了隔震支座的竖向位移、竖向轴力、隔震建筑沿弱轴方向的水平加速度及各楼层的最大加速度包络值。结果表明:由于隔震周期的延长,框剪摩擦摆基础隔震结构减小了地震作用能量的输入,从而有效地降低了结构的地震加速度响应;新型竖向抗拔型摩擦摆支座有效地提高了隔震层的竖向抗拔能力,解决了高层隔震建筑的倾覆问题。

竖向地震动对摩擦摆隔震LNG储罐地震响应的影响

为了研究竖向地震动对摩擦摆隔震LNG储罐地震响应的影响,由摩擦摆的滑块受力平衡推导出考虑竖向地震动的摩擦摆隔震系统的水平力与位移的滞回关系与隔震周期,指出LNG储罐考虑竖向地震动的必要性。引入由碟形弹簧和摩擦摆组合而成的三维基础隔震系统,讨论不同竖向地震动强度对LNG储罐的地震响应的影响,研究结果表明:LNG储罐地震响应必须考虑竖向地震动,尤其是竖向地震动强度较大时;竖向隔震周期0.4s,或者竖向阻尼比0.2~0.3,或者减小摩擦摆的摩擦系数与曲率半径,可以有效地降低竖向地震动对LNG储罐地震响应的影响。