摩擦擺裝置的國內(nèi)研究現(xiàn)狀

【摘要】現(xiàn)如今摩擦擺裝置憑借其造價(jià)低、隔震效果突出等特征已廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中，本文以近十年國內(nèi)研究學(xué)者對摩擦擺裝置的研究為契機(jī)，總結(jié)出近十年對摩擦擺裝置的研究進(jìn)程、發(fā)展情況，提供給讀者對于國內(nèi)的摩擦擺裝置發(fā)展一個(gè)縱向的了解。

【關(guān)鍵詞】摩擦擺；國內(nèi)；研究現(xiàn)狀

摩擦擺隔震體系（Friction Pendulum System，簡稱FPS）是典型的隔震技術(shù)，F(xiàn)PS的概念自從被提出以來就受到了眾多科研工作者的關(guān)注。人們注意到FPS不僅安裝方便，造價(jià)低廉，而且隔震性能非常突出。由FPS隔震支座又衍生出很多新型的支座，對FPS深入的研究為今后的科研工作以及實(shí)際工程應(yīng)用墊定了基礎(chǔ)。

在2005年，楊林，周錫元，蘇幼坡[1]等人完成我國第一個(gè)使用FPS隔震系統(tǒng)裝置在模擬振動(dòng)臺(tái)上的實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)的研究對象是一個(gè)五層的框架結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明FPS隔震系統(tǒng)能夠明顯的延長上層結(jié)構(gòu)的自珍周期，具有明顯的隔震效果。

在2006年，胡燦陽，李大望[2]運(yùn)用數(shù)值分析對FPS隔震系統(tǒng)的性能進(jìn)行了理論分析研究，分析表明若該裝置進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和安置，則能明顯改善上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。

在2007年，彭天波，李建中，范立礎(chǔ)[3]開發(fā)出雙曲面球型減隔震支座并提出該支座的構(gòu)造特點(diǎn)和抗震機(jī)理，研究了在地震反應(yīng)下該支座發(fā)生豎向位移的原因和影響因素，并在最后驗(yàn)證此種支座可以滿足連續(xù)橋梁的隔震需求。

在2008年，楊林、常永平、周錫元等[4]人設(shè)計(jì)了一種摩擦擺隔震支座，并對該種支座進(jìn)行理論分析和振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。結(jié)果顯示理論分析與試驗(yàn)數(shù)值高度相似，該支座能夠有限的控制隔震層產(chǎn)生過大的位移，隔震效果十分明顯。

在2009年，姜婷、王俊峰和李大望[5]對摩擦擺隔震系統(tǒng)進(jìn)行模擬振動(dòng)臺(tái)的試驗(yàn)，研究該系統(tǒng)在不同條件下的性能。得到結(jié)果：在不同地震動(dòng)強(qiáng)度下隔震效果出現(xiàn)不同的表現(xiàn)。

在2010年，葛楠，蘇幼坡、王興國[6]等人運(yùn)用相對動(dòng)能定力推導(dǎo)得出摩擦擺隔震系統(tǒng)的動(dòng)力反應(yīng)分析計(jì)算公式，并在此基礎(chǔ)上創(chuàng)立FPS滑移式摩擦擺與碟型彈簧共同組成的三維復(fù)合隔震系統(tǒng)，計(jì)算的結(jié)果是此隔震系統(tǒng)在水平方向和垂直方向都具有隔震性能。

在2010年，鄧雪松，龔健，周云[7]運(yùn)用力學(xué)平衡原理，并使用ABAQUS軟件對雙凹摩擦擺隔震支座進(jìn)行了理論分析及模擬實(shí)驗(yàn)，比較了在某些參數(shù)條件不同情況下的回復(fù)特性和滯回特性。

在2011年，吳陶晶，李建中，管仲國[8]將一個(gè)大跨度FPS隔震連續(xù)梁橋作為研究對象，對比了不同參數(shù)條件下雙向耦合作用存在與否時(shí)橋梁的非線性時(shí)程反應(yīng)。經(jīng)過研究指出了雙向耦合作用對橋梁隔震設(shè)計(jì)的不利影響。

在2011年，葛楠、蘇幼坡和王興國[9]通過研究推導(dǎo)出了FPS摩擦擺體系與碟形彈簧三維復(fù)合隔震體系的動(dòng)力反應(yīng)公式。研究分析的結(jié)果顯示，此隔震系統(tǒng)對豎向震動(dòng)和水平震動(dòng)都有顯著隔震效果，且水平隔震效率能達(dá)到85%。

在2012年，張永亮，張躍進(jìn)，王常峰[10]針對一高墩大跨簡支鋼桁梁橋，以摩擦擺支座的滑道摩擦系數(shù)和滑道半徑為主要參數(shù)，研究分析了發(fā)生地震時(shí)豎向地震動(dòng)強(qiáng)度對FPS隔震橋梁地震反應(yīng)的影響。

在2012年，莊鵬，薛素鐸，宋飛達(dá)[11]運(yùn)用有限元軟件ABAQUS建立了整體結(jié)構(gòu)的三維模型，通過非線性時(shí)程分析，對比分析了在不同參數(shù)時(shí)的 FPS 對于地震防護(hù)的有效性和可行性。

在2013年，逯宗典，彭艷靜，張晟斌[12]以一座4跨連續(xù)梁橋?yàn)槔接懥诉B續(xù)梁橋在近場地震作用下橋梁的參數(shù)變化規(guī)律和減隔震特性，分析結(jié)果表明：采用隔震技術(shù)后，在近場地震作用下具有明顯的減隔震效果。

在2014年，孔德文，范峰[13]等人通過實(shí)驗(yàn)得出結(jié)果表明建筑物在頂點(diǎn)加速度顯著減小，F(xiàn)PS隔震支座能可以有效阻離地震釋放的能量，不同地震動(dòng)作用下應(yīng)用摩擦擺支座單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的抗震性能相近。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊林，周錫元， 蘇幼坡等. FPS摩擦擺隔震體系振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究與理論分析[J]. 特種結(jié)構(gòu)， 2005， 22（4）： 43-46.

[2] 胡燦陽， 李大望. FPS隔震底框住宅樓的地震響應(yīng)分析[J]. 工程抗震與加固改造， 2006， 28（3）： 79-82.

[3] 彭天波， 李建中， 范立礎(chǔ). 雙曲面球型減隔震支座的開發(fā)及應(yīng)用[J]. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2007， 35（2）： 176-180.

[4] 楊林， 常永平， 周錫元， 等. FPS隔震體系振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)與有限元模型對比分析[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)， 2008， 29（4）： 66-72.

[5] 姜婷， 王俊峰， 李大望. 摩擦擺隔震結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)及結(jié)果分析[J]. 華南港工， 2009（3）： 39-43.

[6] 葛楠， 蘇幼坡， 王興國等. 豎向剛度對FPS滑移摩擦擺系統(tǒng)隔震性能影響研究[J]. 工程抗震與加固改造， 2010， 32（4）： 20-25.

[7] 鄧雪松， 龔健， 周云. 雙凹摩擦擺隔震支座理論分析與數(shù)值模擬研究[J]. 廣州大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2010， 9（4）： 71-77.

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[9] 葛楠， 蘇幼坡， 王興國. FPS摩擦擺與碟型彈簧組合隔震系統(tǒng)性能分析研究[J]. 建筑科學(xué)， 2011， 27（1）： 1-3.

[10] 張永亮， 張躍進(jìn)， 王常峰. 豎向地震動(dòng)對摩擦擺支座隔震橋梁地震反應(yīng)的影響[J]. 蘭州交通大學(xué)校報(bào)， 2012， 31（1）： 18-22.

[11] 莊鵬， 薛素鐸， 宋飛達(dá). 網(wǎng)架屋蓋考慮下部結(jié)構(gòu)的摩擦擺隔震控制[J]. 工業(yè)建筑， 2012， 42（3）： 33-38.

[12] 逯宗典， 彭艷靜， 張晟斌. 近場速度脈沖地震下摩擦擺式（FPS）支座的隔震特性分析[J]. 中外公路， 2013， 33（3）： 107-112.

[13] 孔德文，范峰，支旭東，孫夢涵. 豎向地震作用下FPB對K8型單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震性能的影響[J]. 土木工程學(xué)報(bào)，2014，S2：181-185.