变曲率摩擦摆隔震支座理论分析与数值模拟
2011-03-06邓雪松
土木与环境工程学报 2011年1期
邓雪松,龚 健,周 云
(广州大学 土木工程学院,广州 510006)
摩擦摆支座(FPB)最初由Zayas提出[1],由于它具有较强的自限位、复位能力等优点,使得摩擦摆隔震技术得到了迅速发展[2-3],但它也不可避免的存在缺陷,传统意义上的球面摩擦摆隔震支座(FPB),一旦球面半径确定,其隔震周期也随之确定,而在近断层常伴有长周期脉冲型地震波,容易与隔震结构发生低频共振。为克服这一缺陷,不少专家或学者将滑动球面换成函数曲面,研发出变曲率摩擦摆隔震支座,它的曲率半径在整个滑动区域并非定值,因此隔震周期会随着位移不断改变,可避免共振现象的发生,可应用于更广泛的激励和结构条件。
2000年,Praneshl和Sinha研发出变频摆隔震支座(VFPI)[4-6],并将其与摩擦摆支座(FPB)和纯摩擦滑移隔震(PF)系统进行了对比研究,验证了它对减轻结构扭转耦合效应和近断层脉冲式地面运动下的结构响应都是非常有效的。藤田聡[7]和许文彦[8]对VFPI支座启动异步对隔震效果的影响进行了研究。蔡崇兴等研发了变曲率摩擦摆隔震器,提出了考虑局部弯矩影响并可直接运用到二维或三维分析的有限元模型[9]。吴政彦[10]对比研究了锥形摩擦单摆支座(CFPI)和VFPI以及FPB在远域和近域地震下的反应,并通过振动台试验验证比较了CFPI及VFPI的动力行为和减震效果,此外,还评估了采用粘滞阻尼与变曲率支座混合使用的隔震效果。卢炼元等对近断层强震下FPB和变曲率隔震支座的隔震效果进行了数值研究,探讨了支座高度和等效摩擦系数等最优参数,并进行了试验验证[11-14]。……
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