SMA-滚珠碟簧隔震装置的试验研究

本文提出了一种SMA-滚珠碟簧隔震装置,该装置将滚珠隔离水平地震,SMA丝增大装置的复位、消能能力及碟簧隔离竖向地震相结合,形成一种新型三维隔震装置。完成了该装置的性能试验,试验结果表明:SMA数量增加可以增大隔震装置的水平刚度及阻尼比,装置具有更好的隔震性能,凹形板间的摩擦系数对隔震性能有一定的影响,碟簧的设置可提供较好的竖向隔震效果。

基于负刚度碟簧装置的竖向隔震支座力学性能研究

在竖向隔震中,为同时满足高静态刚度和低动态刚度的需求,提出一种基于预压碟簧的负刚度装置(disc spring negative stiffness device,DSNSD),利用其与已有的预压弹簧装置(prepressed spring device,PSD)集成为拥有高静低动刚度的竖向隔震支座(PSD-DSNSD隔震支座)。首先对DSNSD的构造与工作原理进行详述,建立相应的力学模型,再通过Python进行数值模拟,考察上述碟簧装置的力学性能,最后利用Abaqus建立PSD-DSNSD竖向隔震支座的有限元模型进行模拟。结果表明:加入DSNSD后竖向隔震支座的隔震刚度显著降低,验证了将DSNSD用于竖向隔震增效的可行性。说明DSNSD在启动后可提供负刚度,从而有效减小整体装置的竖向刚度。

SMA—滚珠隔震支座框架试验研究

为研究安装SMA-滚珠隔震装置的钢筋混凝土框架的动力特性及抗震性能,进行了自由振动和正弦稳态激振试验,并与滚珠隔震的框架及非隔震结构对比。模型采用足尺单层单榀钢筋混凝土框架结构,隔震支座采用滚珠隔震装置及SMA-滚珠隔震装置。结果表明,安装SMA-滚珠隔震装置的钢筋混凝土框架的基本周期延长,阻尼比大幅增加,隔震支座可以极大地减少地震加速度向上传递。增加SMA丝数量可以提高隔震支座的最大恢复力,从而提高隔震装置的耗能效果。SMA-滚珠隔震支座可以更好地应用于隔震工程中。