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【摘要】现如今摩擦摆装置凭借其造价低、隔震效果突出等特征已广泛应用于建筑结构当中,本文以近十年国内研究学者对摩擦摆装置的研究为契机,总结出近十年对摩擦摆装置的研究进程、发展情况,提供给读者对于国内的摩擦摆装置发展一个纵向的了解。
【关键词】摩擦摆;国内;研究现状
摩擦摆隔震体系(Friction Pendulum System,简称FPS)是典型的隔震技术,FPS的概念自从被提出以来就受到了众多科研工作者的关注。人们注意到FPS不仅安装方便,造价低廉,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,对FPS深入的研究为今后的科研工作以及实际工程应用垫定了基础。
在2005年,杨林,周锡元,苏幼坡[1]等人完成我国第一个使用FPS隔震系统装置在模拟振动台上的实验,该实验的研究对象是一个五层的框架结构,实验结果表明FPS隔震系统能够明显的延长上层结构的自珍周期,具有明显的隔震效果。
在2006年,胡灿阳,李大望[2]运用数值分析对FPS隔震系统的性能进行了理论分析研究,分析表明若该装置进行合理的设计和安置,则能明显改善上部结构的地震反应。
在2007年,彭天波,李建中,范立础[3]开发出双曲面球型减隔震支座并提出该支座的构造特点和抗震机理,研究了在地震反应下该支座发生竖向位移的原因和影响因素,并在最后验证此种支座可以满足连续桥梁的隔震需求。
在2008年,杨林、常永平、周锡元等[4]人设计了一种摩擦摆隔震支座,并对该种支座进行理论分析和振动台试验。结果显示理论分析与试验数值高度相似,该支座能够有限的控制隔震层产生过大的位移,隔震效果十分明显。
在2009年,姜婷、王俊峰和李大望[5]对摩擦摆隔震系统进行模拟振动台的试验,研究该系统在不同条件下的性能。得到结果:在不同地震动强度下隔震效果出现不同的表现。
在2010年,葛楠,苏幼坡、王兴国[6]等人运用相对动能定力推导得出摩擦摆隔震系统的动力反应分析计算公式,并在此基础上创立FPS滑移式摩擦摆与碟型弹簧共同组成的三维复合隔震系统,计算的结果是此隔震系统在水平方向和垂直方向都具有隔震性能。
在2010年,邓雪松,龚健,周云[7]运用力学平衡原理,并使用ABAQUS软件对双凹摩擦摆隔震支座进行了理论分析及模拟实验,比较了在某些参数条件不同情况下的回复特性和滞回特性。
在2011年,吴陶晶,李建中,管仲国[8]将一个大跨度FPS隔震连续梁桥作为研究对象,对比了不同参数条件下双向耦合作用存在与否时桥梁的非线性时程反应。经过研究指出了双向耦合作用对桥梁隔震设计的不利影响。
在2011年,葛楠、苏幼坡和王兴国[9]通过研究推导出了FPS摩擦摆体系与碟形弹簧三维复合隔震体系的动力反应公式。研究分析的结果显示,此隔震系统对竖向震动和水平震动都有显著隔震效果,且水平隔震效率能达到85%。
在2012年,张永亮,张跃进,王常峰[10]针对一高墩大跨简支钢桁梁桥,以摩擦摆支座的滑道摩擦系数和滑道半径为主要参数,研究分析了发生地震时竖向地震动强度对FPS隔震桥梁地震反应的影响。
在2012年,庄鹏,薛素铎,宋飞达[11]运用有限元软件ABAQUS建立了整体结构的三维模型,通过非线性时程分析,对比分析了在不同参数时的 FPS 对于地震防护的有效性和可行性。
在2013年,逯宗典,彭艳静,张晟斌[12]以一座4跨连续梁桥为例,探讨了连续梁桥在近场地震作用下桥梁的参数变化规律和减隔震特性,分析结果表明:采用隔震技术后,在近场地震作用下具有明显的减隔震效果。
在2014年,孔德文,范峰[13]等人通过实验得出结果表明建筑物在顶点加速度显著减小,FPS隔震支座能可以有效阻离地震释放的能量,不同地震动作用下应用摩擦摆支座单层球面网壳结构的抗震性能相近。
参考文献
[1] 杨林,周锡元, 苏幼坡等. FPS摩擦摆隔震体系振动台试验研究与理论分析[J]. 特种结构, 2005, 22(4): 43-46.
[2] 胡灿阳, 李大望. FPS隔震底框住宅楼的地震响应分析[J]. 工程抗震与加固改造, 2006, 28(3): 79-82.
[3] 彭天波, 李建中, 范立础. 双曲面球型减隔震支座的开发及应用[J]. 同济大学学报, 2007, 35(2): 176-180.
[4] 杨林, 常永平, 周锡元, 等. FPS隔震体系振动台试验与有限元模型对比分析[J]. 建筑结构学报, 2008, 29(4): 66-72.
[5] 姜婷, 王俊峰, 李大望. 摩擦摆隔震结构振动台试验及结果分析[J]. 华南港工, 2009(3): 39-43.
[6] 葛楠, 苏幼坡, 王兴国等. 竖向刚度对FPS滑移摩擦摆系统隔震性能影响研究[J]. 工程抗震与加固改造, 2010, 32(4): 20-25.
[7] 邓雪松, 龚健, 周云. 双凹摩擦摆隔震支座理论分析与数值模拟研究[J]. 广州大学学报(自然科学版), 2010, 9(4): 71-77.
[8] 吴陶晶, 李建中, 管仲国. 双向耦合效应对FPS隔震桥梁地震响应的影响[J]. 振动与冲击, 2011, 30(2): 119-123.
[9] 葛楠, 苏幼坡, 王兴国. FPS摩擦摆与碟型弹簧组合隔震系统性能分析研究[J]. 建筑科学, 2011, 27(1): 1-3.
[10] 张永亮, 张跃进, 王常峰. 竖向地震动对摩擦摆支座隔震桥梁地震反应的影响[J]. 兰州交通大学校报, 2012, 31(1): 18-22.
[11] 庄鹏, 薛素铎, 宋飞达. 网架屋盖考虑下部结构的摩擦摆隔震控制[J]. 工业建筑, 2012, 42(3): 33-38.
[12] 逯宗典, 彭艳静, 张晟斌. 近场速度脉冲地震下摩擦摆式(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,支旭东,孙梦涵. 竖向地震作用下FPB对K8型单层球面网壳结构抗震性能的影响[J]. 土木工程学报,2014,S2:181-185.
【关键词】摩擦摆;国内;研究现状
摩擦摆隔震体系(Friction Pendulum System,简称FPS)是典型的隔震技术,FPS的概念自从被提出以来就受到了众多科研工作者的关注。人们注意到FPS不仅安装方便,造价低廉,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,对FPS深入的研究为今后的科研工作以及实际工程应用垫定了基础。
在2005年,杨林,周锡元,苏幼坡[1]等人完成我国第一个使用FPS隔震系统装置在模拟振动台上的实验,该实验的研究对象是一个五层的框架结构,实验结果表明FPS隔震系统能够明显的延长上层结构的自珍周期,具有明显的隔震效果。
在2006年,胡灿阳,李大望[2]运用数值分析对FPS隔震系统的性能进行了理论分析研究,分析表明若该装置进行合理的设计和安置,则能明显改善上部结构的地震反应。
在2007年,彭天波,李建中,范立础[3]开发出双曲面球型减隔震支座并提出该支座的构造特点和抗震机理,研究了在地震反应下该支座发生竖向位移的原因和影响因素,并在最后验证此种支座可以满足连续桥梁的隔震需求。
在2008年,杨林、常永平、周锡元等[4]人设计了一种摩擦摆隔震支座,并对该种支座进行理论分析和振动台试验。结果显示理论分析与试验数值高度相似,该支座能够有限的控制隔震层产生过大的位移,隔震效果十分明显。
在2009年,姜婷、王俊峰和李大望[5]对摩擦摆隔震系统进行模拟振动台的试验,研究该系统在不同条件下的性能。得到结果:在不同地震动强度下隔震效果出现不同的表现。
在2010年,葛楠,苏幼坡、王兴国[6]等人运用相对动能定力推导得出摩擦摆隔震系统的动力反应分析计算公式,并在此基础上创立FPS滑移式摩擦摆与碟型弹簧共同组成的三维复合隔震系统,计算的结果是此隔震系统在水平方向和垂直方向都具有隔震性能。
在2010年,邓雪松,龚健,周云[7]运用力学平衡原理,并使用ABAQUS软件对双凹摩擦摆隔震支座进行了理论分析及模拟实验,比较了在某些参数条件不同情况下的回复特性和滞回特性。
在2011年,吴陶晶,李建中,管仲国[8]将一个大跨度FPS隔震连续梁桥作为研究对象,对比了不同参数条件下双向耦合作用存在与否时桥梁的非线性时程反应。经过研究指出了双向耦合作用对桥梁隔震设计的不利影响。
在2011年,葛楠、苏幼坡和王兴国[9]通过研究推导出了FPS摩擦摆体系与碟形弹簧三维复合隔震体系的动力反应公式。研究分析的结果显示,此隔震系统对竖向震动和水平震动都有显著隔震效果,且水平隔震效率能达到85%。
在2012年,张永亮,张跃进,王常峰[10]针对一高墩大跨简支钢桁梁桥,以摩擦摆支座的滑道摩擦系数和滑道半径为主要参数,研究分析了发生地震时竖向地震动强度对FPS隔震桥梁地震反应的影响。
在2012年,庄鹏,薛素铎,宋飞达[11]运用有限元软件ABAQUS建立了整体结构的三维模型,通过非线性时程分析,对比分析了在不同参数时的 FPS 对于地震防护的有效性和可行性。
在2013年,逯宗典,彭艳静,张晟斌[12]以一座4跨连续梁桥为例,探讨了连续梁桥在近场地震作用下桥梁的参数变化规律和减隔震特性,分析结果表明:采用隔震技术后,在近场地震作用下具有明显的减隔震效果。
在2014年,孔德文,范峰[13]等人通过实验得出结果表明建筑物在顶点加速度显著减小,FPS隔震支座能可以有效阻离地震释放的能量,不同地震动作用下应用摩擦摆支座单层球面网壳结构的抗震性能相近。
参考文献
[1] 杨林,周锡元, 苏幼坡等. FPS摩擦摆隔震体系振动台试验研究与理论分析[J]. 特种结构, 2005, 22(4): 43-46.
[2] 胡灿阳, 李大望. FPS隔震底框住宅楼的地震响应分析[J]. 工程抗震与加固改造, 2006, 28(3): 79-82.
[3] 彭天波, 李建中, 范立础. 双曲面球型减隔震支座的开发及应用[J]. 同济大学学报, 2007, 35(2): 176-180.
[4] 杨林, 常永平, 周锡元, 等. FPS隔震体系振动台试验与有限元模型对比分析[J]. 建筑结构学报, 2008, 29(4): 66-72.
[5] 姜婷, 王俊峰, 李大望. 摩擦摆隔震结构振动台试验及结果分析[J]. 华南港工, 2009(3): 39-43.
[6] 葛楠, 苏幼坡, 王兴国等. 竖向刚度对FPS滑移摩擦摆系统隔震性能影响研究[J]. 工程抗震与加固改造, 2010, 32(4): 20-25.
[7] 邓雪松, 龚健, 周云. 双凹摩擦摆隔震支座理论分析与数值模拟研究[J]. 广州大学学报(自然科学版), 2010, 9(4): 71-77.
[8] 吴陶晶, 李建中, 管仲国. 双向耦合效应对FPS隔震桥梁地震响应的影响[J]. 振动与冲击, 2011, 30(2): 119-123.
[9] 葛楠, 苏幼坡, 王兴国. FPS摩擦摆与碟型弹簧组合隔震系统性能分析研究[J]. 建筑科学, 2011, 27(1): 1-3.
[10] 张永亮, 张跃进, 王常峰. 竖向地震动对摩擦摆支座隔震桥梁地震反应的影响[J]. 兰州交通大学校报, 2012, 31(1): 18-22.
[11] 庄鹏, 薛素铎, 宋飞达. 网架屋盖考虑下部结构的摩擦摆隔震控制[J]. 工业建筑, 2012, 42(3): 33-38.
[12] 逯宗典, 彭艳静, 张晟斌. 近场速度脉冲地震下摩擦摆式(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,支旭东,孙梦涵. 竖向地震作用下FPB对K8型单层球面网壳结构抗震性能的影响[J]. 土木工程学报,2014,S2:181-185.