摩擦擺支座講課講稿課件

滑移摩擦擺支座小組小組成員：滑移摩擦擺支座小組小組成員：1疊層橡膠支座

其中，D為橡膠支座直徑，tR為單層橡膠厚度。疊層橡膠支座 其中，D為橡膠支座直徑，2理論公式的修正理論的假定條件：微小變形理論，內(nèi)部鋼板的全剛化，非壓縮性材料由于橡膠材料中有各種添加劑，因此理論上計(jì)算的名義彈性模量與實(shí)測(cè)值并不對(duì)應(yīng)，因此根據(jù)橡膠硬度引入修正系數(shù)，如下式：考慮到橡膠材料的受壓特性，要用體積彈性模量Eb對(duì)彈性模量進(jìn)行修正，把名義彈性模量和體積彈性模量假設(shè)成串連的彈簧，進(jìn)而求出修正彈性模量Ecb和Erb，如下式：式中，EC指壓縮時(shí)的彈性模量，Er指加上彎曲時(shí)的彈性模量。修正系數(shù)計(jì)算公式：理論公式的修正式中，EC指壓縮時(shí)的彈性模量，Er指加上彎曲時(shí)3豎向剛度疊層橡膠支座的壓縮剛度KV可以從下述公式和縱彈性模量Ec的關(guān)系中求得?？捎靡韵鹿角蟪黾羟凶冃螘r(shí)壓縮剛度的下限值Kve豎向剛度4水平剛度（疊層橡膠支座的水平剛度KH）Haringx理論彈性體任意一點(diǎn)的水平位移用u(x)表示，轉(zhuǎn)角用φ(x)表示。水平剛度（疊層橡膠支座的水平剛度KH）5公式推導(dǎo)公式推導(dǎo)6摩擦擺支座講課講稿課件7摩擦擺支座講課講稿課件8屈曲荷載屈曲荷載9輸入地震動(dòng)輸入地震動(dòng)10結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震性能的判斷水平地震的反應(yīng)預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震性能的判斷11摩擦擺支座講課講稿課件12抗震余度的評(píng)價(jià)抗震余度的評(píng)價(jià)13摩擦滑移擺隔震支座簡(jiǎn)介摩擦滑移隔震是開(kāi)發(fā)應(yīng)用較早的隔震技術(shù)之一，所用的摩擦材料多為沙石、石墨等廉價(jià)材料，標(biāo)記經(jīng)濟(jì)且簡(jiǎn)單易行。摩擦滑移隔震系統(tǒng)通常由隔離地震作用的摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)和限位復(fù)位的阻尼向心機(jī)構(gòu)組成，多為平面滑移隔震系統(tǒng)。該系統(tǒng)不能自動(dòng)復(fù)位，一般需要另外加設(shè)復(fù)位裝置，且滑動(dòng)性能離散性大、不易控制，滑移量過(guò)大可能導(dǎo)致穿越隔震層的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞，甚至可能發(fā)生滑移失穩(wěn)，這極大地阻礙了滑移隔震的發(fā)展。為了解決平面滑移系統(tǒng)不能自動(dòng)復(fù)位這個(gè)問(wèn)題，Zayas等于1985年在美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校研發(fā)了摩擦擺隔震裝置，稱之為摩擦擺系統(tǒng)/支座(FrictionPendulumSystem/Bearing，簡(jiǎn)稱FPS/FPB)。該裝置不僅具有平面滑移隔震裝置的對(duì)地震激勵(lì)頻率范圍的低敏感性和高穩(wěn)定性，特有的圓弧滑動(dòng)面還使其具有自復(fù)位功能，無(wú)需附設(shè)阻尼向心機(jī)構(gòu)，故而在實(shí)際應(yīng)用中更為簡(jiǎn)便，且增加了隔震裝置的可靠度。摩擦擺隔震支座是將傳統(tǒng)的平面滑移隔震裝置的摩擦滑移面由平面改為球面，從而可依靠自身重力自動(dòng)回復(fù)。該支座主要由上、下支座板和一個(gè)鉸接滑塊組成。摩擦擺隔震支座嵌在滑塊容腔中的鉸接滑塊與滑動(dòng)面具有相同的曲率半徑，可與滑動(dòng)面完全貼合，并使上支座板在支座滑動(dòng)時(shí)始終保持水平?；瑒?dòng)面上涂有低摩擦材料，如聚四氟乙烯（特氟龍）等，可在滑動(dòng)過(guò)程中耗散能量。當(dāng)滑動(dòng)界面受到的地震作用超過(guò)靜摩擦力時(shí)，地面水平運(yùn)動(dòng)會(huì)促使滑塊在其圓弧面內(nèi)滑動(dòng)，從而迫使上部結(jié)構(gòu)輕微抬高，發(fā)生單擺運(yùn)動(dòng)。然后，支座會(huì)在自身受到的豎向荷載作用下自動(dòng)回復(fù)。摩擦擺隔震支座的水平力為滑動(dòng)面摩擦力和上部結(jié)構(gòu)沿滑道上升產(chǎn)生的恢復(fù)力的合力，而提供的恢復(fù)力使支座能依靠其承受的重力自動(dòng)往中心位置回復(fù)，使地震響應(yīng)得到控制，并且該支座的剛度中心有自動(dòng)與隔震結(jié)構(gòu)的質(zhì)心重合的趨勢(shì)，因而能在最大程度上消除結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。摩擦擺隔震支座的周期、豎向承載力、阻尼比、側(cè)向位移和抗拉力等指標(biāo)可以進(jìn)行單獨(dú)控制，該特性十分便于設(shè)計(jì)人員對(duì)隔震系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。摩擦滑移擺隔震支座簡(jiǎn)介14摩擦擺支座講課講稿課件15摩擦擺支座講課講稿課件16理論分析剛度、粘滯阻尼比和滯回模型

摩擦擺系統(tǒng)可簡(jiǎn)化為一個(gè)沿圓弧面滑道運(yùn)動(dòng)的滑塊，其中滑道半徑及滑塊底部圓弧面半徑均為R，滑塊質(zhì)量為m，θ表示滑塊相對(duì)于滑道豎向?qū)ΨQ軸運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)角，以逆時(shí)針為正。理論分析17摩擦擺支座講課講稿課件18由理論分析得到（4）式，摩擦擺隔震支座的剛度和支座的各向?qū)ΨQ性，可以構(gòu)造出摩擦擺隔震支座的滯回模型，如下圖：從滯回曲線的飽滿程度來(lái)看，摩擦擺隔震支座具有良好的滯回耗能性能。由理論分析得到（4）式，摩擦擺隔震支座的剛度和支座19自回復(fù)特性式(8)說(shuō)明：在D>μR時(shí)，摩擦擺隔震支座可由于受到豎向荷載而自動(dòng)回復(fù)；而當(dāng)D=μR時(shí)，恰可達(dá)到力平衡，不會(huì)再往原始中心位置自動(dòng)回復(fù)，即該支座的最大殘余位移為D余=μR。由式(8)發(fā)現(xiàn)，摩擦擺隔震支座并不能完全自動(dòng)復(fù)位，復(fù)位情況由摩擦系數(shù)和滑動(dòng)面的球面半徑?jīng)Q定。當(dāng)摩擦系數(shù)很小時(shí)，目前通過(guò)采用添加潤(rùn)滑劑等措施，殘余位移已可達(dá)0.01mm甚至更小，可忽略不計(jì)，但這仍是一個(gè)值得注意的問(wèn)題，必須在工程設(shè)計(jì)中加以考慮。自回復(fù)特性式(8)說(shuō)明：在D>μR時(shí)，摩擦擺隔震支座可由于受20等效自振周期等效自振周期21謝謝觀看！謝謝觀看！22滑移摩擦擺支座小組小組成員：滑移摩擦擺支座小組小組成員：23疊層橡膠支座

其中，D為橡膠支座直徑，tR為單層橡膠厚度。疊層橡膠支座 其中，D為橡膠支座直徑，24理論公式的修正理論的假定條件：微小變形理論，內(nèi)部鋼板的全剛化，非壓縮性材料由于橡膠材料中有各種添加劑，因此理論上計(jì)算的名義彈性模量與實(shí)測(cè)值并不對(duì)應(yīng)，因此根據(jù)橡膠硬度引入修正系數(shù)，如下式：考慮到橡膠材料的受壓特性，要用體積彈性模量Eb對(duì)彈性模量進(jìn)行修正，把名義彈性模量和體積彈性模量假設(shè)成串連的彈簧，進(jìn)而求出修正彈性模量Ecb和Erb，如下式：式中，EC指壓縮時(shí)的彈性模量，Er指加上彎曲時(shí)的彈性模量。修正系數(shù)計(jì)算公式：理論公式的修正式中，EC指壓縮時(shí)的彈性模量，Er指加上彎曲時(shí)25豎向剛度疊層橡膠支座的壓縮剛度KV可以從下述公式和縱彈性模量Ec的關(guān)系中求得?？捎靡韵鹿角蟪黾羟凶冃螘r(shí)壓縮剛度的下限值Kve豎向剛度26水平剛度（疊層橡膠支座的水平剛度KH）Haringx理論彈性體任意一點(diǎn)的水平位移用u(x)表示，轉(zhuǎn)角用φ(x)表示。水平剛度（疊層橡膠支座的水平剛度KH）27公式推導(dǎo)公式推導(dǎo)28摩擦擺支座講課講稿課件29摩擦擺支座講課講稿課件30屈曲荷載屈曲荷載31輸入地震動(dòng)輸入地震動(dòng)32結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震性能的判斷水平地震的反應(yīng)預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震性能的判斷33摩擦擺支座講課講稿課件34抗震余度的評(píng)價(jià)抗震余度的評(píng)價(jià)35摩擦滑移擺隔震支座簡(jiǎn)介摩擦滑移隔震是開(kāi)發(fā)應(yīng)用較早的隔震技術(shù)之一，所用的摩擦材料多為沙石、石墨等廉價(jià)材料，標(biāo)記經(jīng)濟(jì)且簡(jiǎn)單易行。摩擦滑移隔震系統(tǒng)通常由隔離地震作用的摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)和限位復(fù)位的阻尼向心機(jī)構(gòu)組成，多為平面滑移隔震系統(tǒng)。該系統(tǒng)不能自動(dòng)復(fù)位，一般需要另外加設(shè)復(fù)位裝置，且滑動(dòng)性能離散性大、不易控制，滑移量過(guò)大可能導(dǎo)致穿越隔震層的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞，甚至可能發(fā)生滑移失穩(wěn)，這極大地阻礙了滑移隔震的發(fā)展。為了解決平面滑移系統(tǒng)不能自動(dòng)復(fù)位這個(gè)問(wèn)題，Zayas等于1985年在美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校研發(fā)了摩擦擺隔震裝置，稱之為摩擦擺系統(tǒng)/支座(FrictionPendulumSystem/Bearing，簡(jiǎn)稱FPS/FPB)。該裝置不僅具有平面滑移隔震裝置的對(duì)地震激勵(lì)頻率范圍的低敏感性和高穩(wěn)定性，特有的圓弧滑動(dòng)面還使其具有自復(fù)位功能，無(wú)需附設(shè)阻尼向心機(jī)構(gòu)，故而在實(shí)際應(yīng)用中更為簡(jiǎn)便，且增加了隔震裝置的可靠度。摩擦擺隔震支座是將傳統(tǒng)的平面滑移隔震裝置的摩擦滑移面由平面改為球面，從而可依靠自身重力自動(dòng)回復(fù)。該支座主要由上、下支座板和一個(gè)鉸接滑塊組成。摩擦擺隔震支座嵌在滑塊容腔中的鉸接滑塊與滑動(dòng)面具有相同的曲率半徑，可與滑動(dòng)面完全貼合，并使上支座板在支座滑動(dòng)時(shí)始終保持水平?；瑒?dòng)面上涂有低摩擦材料，如聚四氟乙烯（特氟龍）等，可在滑動(dòng)過(guò)程中耗散能量。當(dāng)滑動(dòng)界面受到的地震作用超過(guò)靜摩擦力時(shí)，地面水平運(yùn)動(dòng)會(huì)促使滑塊在其圓弧面內(nèi)滑動(dòng)，從而迫使上部結(jié)構(gòu)輕微抬高，發(fā)生單擺運(yùn)動(dòng)。然后，支座會(huì)在自身受到的豎向荷載作用下自動(dòng)回復(fù)。摩擦擺隔震支座的水平力為滑動(dòng)面摩擦力和上部結(jié)構(gòu)沿滑道上升產(chǎn)生的恢復(fù)力的合力，而提供的恢復(fù)力使支座能依靠其承受的重力自動(dòng)往中心位置回復(fù)，使地震響應(yīng)得到控制，并且該支座的剛度中心有自動(dòng)與隔震結(jié)構(gòu)的質(zhì)心重合的趨勢(shì)，因而能在最大程度上消除結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。摩擦擺隔震支座的周期、豎向承載力、阻尼比、側(cè)向位移和抗拉力等指標(biāo)可以進(jìn)行單獨(dú)控制，該特性十分便于設(shè)計(jì)人員對(duì)隔震系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。摩擦滑移擺隔震支座簡(jiǎn)介36摩擦擺支座講課講稿課件37摩擦擺支座講課講稿課件38理論分析剛度、粘滯阻尼比和滯回模型

摩擦擺系統(tǒng)可簡(jiǎn)化為一個(gè)沿圓弧面滑道運(yùn)動(dòng)的滑塊，其中滑道半徑及滑塊底部圓弧面半徑均為R，滑塊質(zhì)量為m，θ表示滑塊相對(duì)于滑道豎向?qū)ΨQ軸運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)角，以逆時(shí)針為正。理論分析39摩擦擺支座講課講稿課件40由理論分析得到（4）式，摩擦擺隔震支座的剛度和支座的各向?qū)ΨQ性，可以構(gòu)造出摩擦擺隔震支座的滯回模型，如下圖：從滯回曲線的飽滿程度來(lái)看，摩擦擺隔震支座具有良好的滯回耗能性能。由理論分析得到（4）式，摩擦擺隔震支座的剛度和支座41自回復(fù)特性式(8)說(shuō)明：在D>μR時(shí)，摩擦擺隔震支座可由于受到豎向荷載而自動(dòng)回復(fù)；而當(dāng)D=μR時(shí)，恰可達(dá)到力平衡，不會(huì)再往原始中心位置自動(dòng)回復(fù)，即該支