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摩擦摆隔震支座理论分析与数值模拟研究收稿日期:2010-02-08
基金项目:广东省自然科学基金研究团队项目(8351009101000001)资助
作者简介:龚健(1987-),男,工学硕士。主要从事结构抗震抗风与加固研究。E-mail: gongjian_07@
通讯作者:周云(1965-),男,教授,博导。主要从事工程结构抗震与减震控制、结构灾变与防灾减灾研究。
E-mail: zhydxs@
龚健,邓雪松, 周云
(广州大学土木工程学院, 广州 510006)
摘要:介绍了摩擦摆隔震支座的基本构成和隔震原理,利用力学平衡原理对摩擦摆隔震支座进行了理论分析,推导出摩擦摆隔震支座的刚度和等效粘滞阻尼比,构造了摩擦摆隔震支座的滞回模型,并探讨了该支座的自回复能力,得到了其最大残余位移计算公式。采用有限元软件ABAQUS对摩擦摆隔震支座进行实体单元建模,模拟低周反复荷载作用下该支座的滞回特性与回复特性。研究结果表明:(1)理论分析和数值模拟结果吻合较好,验证了提出的滞回模型和最大残余位移计算公式的正确性;(2)摩擦摆隔震支座的滞回曲线饱满,具有良好的滞回性能;(3)摩擦摆隔震支座的刚度与球面半径成反比,可能的最大残余位移为摩擦系数和球面半径的乘积;(4)该支座的最大应力出现在支座位于设计位移时刻,且一般位于滑块或支座板球铰面边缘。
关键词:摩擦摆隔震支座;低周反复;滞回特性;回复能力;摩擦系数;球面半径
中图分类号: 文献标识码:
Study on the Theoretical Analysis and Numerical Simulation of Friction Pendulum Bearing
GONG Jian, DENG Xue-song, ZHOU Yun
(School of Civil Engineering , Guangzhou University , Guangzhou 510006 , China; )
Abstract: The basic structure and seismic isolation principle of friction pendulum bearing(FPB) are introduced, theoretical analysis study on FPB based on the principle of mechanical equilibrium is conducted, the stiffness and effective viscous damping ratio of FPB are derived and also the hysteretic model is constructed while its recovery mechanism is discussed and puting formula of maximum residual displacement is obtained as well. Moreover, the model with solid element of FPB is built by using ABAQU