复摩擦摆支座应用于楼面隔震研究

对复摩擦摆支座在楼面隔震中的应用进行了研究。在长期使用过程中,隔震楼板的上部质量可能发生较大变化,考虑到摩擦摆支座自身隔震周期与上部质量无关的特性以及复摩擦摆支座相较于单曲面摩擦摆支座更好的隔震效益,因此推荐复摩擦摆支座用作楼面隔震支座。为控制隔震楼板相对结构楼面的位移,可通过提高复摩擦摆支座的摩擦系数或附加粘滞阻尼器而实现。以一工程实例为背景,对比研究粘滞阻尼器+低摩擦系数复摆支座方案与高摩擦系数复摆支座的隔震效果,发现前一方案可以保证不同加速度水平作用下隔震楼面的隔震效果,是一种较好的隔震配置组合。

SMA拉索-复摩擦摆支座在钢框架中的作用

提出了SMA拉索-复摩擦摆支座(SMA cable-double friction pendulum bearing,SCDFPB),考察了其在三层Benchmark钢框架结构中的隔震控制性能。首先,给出了SCDFPB的构造,并提出了相应理论模型,并基于有限元模拟方法对上述设计进行研究,掌握其力学性能情况。然后,将此新型隔震支座引入到Benchmark钢框架结构中,基于OpenSees对结构进行了抗震动力时程分析,评估了隔震和非隔震钢框架结构的抗震性能。研究表明,与非隔震结构相比,SCDFPB隔震结构在水平双方向上减震效果明显,验证了此新型隔震支座有助于改善钢框架结构的抗震性能。

复摩擦摆支座在古建筑中的隔震分析

本文对复摩擦摆支座在木结构古建筑中的应用进行了研究。本文以一工程实例为背景,建立了数值模型,通过时程计算,对比不同的支座曲率半径和摩擦系数对大殿隔震后在多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下地震响应的影响,得出最适合本工程实例的复摩擦摆支座的参数。计算结果分析表明,支座的摩擦系数越小,曲率半径越大,隔震效果越好。相对于支座的曲率半径,摩擦系数对隔震效果影响较大,综合考虑隔震层的回复能力及水平位移,摩擦系数小且曲率半径中等的复摩擦摆支座在本工程实例中隔震效果较好。

复摩擦摆支座滞回特性及其在网壳结构中隔震性能研究

介绍复摩擦摆支座的构成和理论模型,基于ABAQUS建立复摩擦摆支座精细化的有限元模型,通过改变支座参数研究参数变化对复摩擦摆支座滞回性能的影响规律。将复摩擦摆支座引入网壳结构中,对采用复摩擦摆支座的隔震结构和非隔震结构进行多维地震作用下的时程分析,从自振特性加速度和位移响应等方面考察复摩擦摆支座在网壳结构中的隔震效果。研究表明:应用复摩擦摆支座可以增加网壳结构的自振周期,显著降低结构加速度与位移响应。

超弹性-复摩擦摆隔震支座的性能试验与数值模拟

利用复摩擦支座(Double friction pendulum bearing,DFPB)和形状记忆合金(Shape Memory alloy,SMA)拉索,提出了一种超弹性-复摩擦支座(Superelastic-double friction pendulum bearing,SDFPB)。该新型滑动隔震支座在水平方向可适应多水准地震激励,且在竖向拥有抵抗拉拔的功能。阐述了SDFPB的构造特点和工作原理。通过性能试验考察了这一隔震装置的力学特性。建立了SDFPB的恢复力模型,利用其模拟了试验条件下的滞回响应。研究结果表明:SDFPB的耗能能力优良,且具有较好的多级抗震自适应能力;模拟值与试验值吻合较好,验证了上述力学模型的正确性。

新型多功能复摩擦摆隔震支座的滞回特性试验研究

基于性能试验,研究了一种新型多功能复摩擦支座(multifunctional double friction pendulum bearing,MDFPB)的滞回特性。首先,研制了用于MDFPB的NiTi记忆合金(NiTi shape memory alloy)拉索。在此基础上,设计并制作了MDFPB试件,对其进行了拟静力试验研究,分别考察了竖向压力、位移幅值和加载频率对MDFPB的恢复力-位移滞回曲线以及等效刚度、单位循环耗能、等效阻尼比和等效动摩擦系数的影响。研究结果表明:MDFPB的耗能能力优良,且具有明显的自适应能力;此新型球面滑动隔震支座在各种试验条件下展现出颇为类似的非线性恢复力曲线和稳定的力学性能。

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。

SDFPB在九层Benchmark钢框架中的隔震性能研究

为研究SMA-复摩擦摆支座(Shape Memory Alloys Double Friction Pendulum Bearing,SDFPB)在多、高层建筑结构中的隔震性能和安全性,基于OpenSees建立了SDFPB的有限元模型,分析了SDFPB力学性能影响因素,将其应用于九层Benchmark钢框架结构中,对比了隔震结构和非隔震结构的地震响应。研究表明,SDFPB隔震系统可以改善九层Benchmark钢框架动力特性,显著削弱上部结构在地震作用下的楼层加速度、层间位移角和层间剪力,有效控制隔震层位移,在多、高层建筑结构中可发挥良好隔震效果并提升安全性。

SMA拉索-复摩擦摆隔震支座性能试验研究

在不同强度外部激励下传统的复摩擦摆支座(double friction pendulum bearing,DFPB)缺乏自适应性能。为解决这一问题,在DFPB中设置形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)拉索,提出了SMA拉索-复摩擦摆支座(SMA cable-double friction pendulum bearing,SCDFPB)。该隔震支座可在水平方向提供多级隔震控制能力,适用于多水准地震作用下的性能化结构隔震设计。设计并制作缩尺比例为1∶3的SCDFPB试件,对其开展滞回性能试验研究,获得了等效刚度、单位循环耗能、等效阻尼比以及等效动摩擦系数的变化规律。试验结果表明:随着位移幅值的增大,SMA拉索-复摩擦摆支座的水平荷载-位移曲线由双线性滞回曲线变为三线性滞回曲线;等效刚度和单位循环耗能变化明显,二者最大变化幅度分别为90%和135%;等效阻尼比主要处于0.10~0.20之间;等效动摩擦系数保持为0.05~0.06。