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题名变曲率摩擦摆隔震支座理论分析与数值模拟
被引量：15
- 1
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作者
邓雪松
龚健
周云
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机构
广州大学土木工程学院
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出处
《土木建筑与环境工程》
CSCD
北大核心
2011年第1期50-58,共9页
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基金
广东省自然科学基金研究团队项目(8351009101000001)
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文摘
介绍了变曲率摩擦摆隔震支座的基本构成,从力学平衡原理出发对变频式摩擦摆隔震支座和锥形摩擦摆隔震支座两类变曲率摩擦摆隔震支座进行理论分析,推导出变曲率摩擦摆隔震支座的刚度,探讨了支座的自回复特性,得出支座最大残余位移的计算公式。采用ABAQUS软件对2类变曲率摩擦摆隔震支座进行实体单元建模,模拟了低周反复荷载作用下的滞回特性与回复特性,并与(球面)摩擦摆隔震支座进行对比分析。研究结果表明:1)理论分析和数值模拟结果吻合较好;2)变曲率摩擦摆隔震支座的滞回曲线饱满,具有良好的滞回性能,且与初始刚度相同的(球面)摩擦摆隔震支座相比,其等效粘滞阻尼比和耗能系数更大,具有更强的耗能能力;3)变曲率摩擦摆隔震支座的刚度由曲率半径,即曲面函数决定,经合理设计可使得其刚度随着位移增大呈现逐渐减小的趋势,从而使其自振周期随着位移增大而逐渐增大,可较好的解决隔震结构的低频共振问题;4)与(球面)摩擦摆隔震支座相比,该支座刚度软化的机制可使传递给上部结构的剪力减小;5)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;6)该支座的最大残余位移由摩擦系数和曲面函数各参数共同决定,可通过理论分析和数值模拟进行合理的参数化设计将其控制在工程可接受的范围内。
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关键词
变曲率摩擦摆隔震支座
周期性荷载
滞回
回复能力
摩擦系数
曲率半径
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Keywords
variable curvature friction pendulum isolation bearing
cyclic loads
hysteresis
recovery capability
friction coefficient
curvature radius
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分类号
TU352.1
[建筑科学—结构工程]
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题名变曲率摩擦复摆隔震支座的简化分析与数值仿真
被引量：12
- 2
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作者
周云
龚健
邓雪松
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机构
广州大学土木工程学院
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出处
《工程力学》
EI
CSCD
北大核心
2012年第7期163-171,185,共10页
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基金
广东省自然科学基金研究团队项目(8351009101000001)
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文摘
回顾了变曲率摩擦单摆隔震支座(VCFP)和球面摩擦复摆隔震支座(DCFP)的发展历程,结合二者的优势提出新型变曲率摩擦复摆隔震支座(DVCFP),从力学平衡原理出发对两类函数曲面构成的DVCFP进行简化分析,推导出DVCFP的刚度,探讨了其回复特性,得到了支座残余位移的计算公式。采用ABAQUS软件对变频式摩擦复摆和锥形摩擦复摆两类DVCFP进行实体单元建模,模拟低周反复荷载作用下的滞回特性,从等效粘滞阻尼比和耗能系数角度出发,对球面摩擦单摆(FPB)、DCFP、VCFP和DVCFP的滞回耗能能力进行对比分析,探讨了DVCFP的回复特性。研究结果表明:1)简化分析和数值仿真结果吻合较好;2)DVCFP的滞回曲线饱满,具有良好的滞回性能,与初始刚度相同的DCFP以及相同尺寸的VCFP和FPB相比,其等效粘滞阻尼比和耗能系数更大,具有更强的耗能能力;3)DVCFP相对于相同尺寸的VCFP和FPB,它具有更大的位移容量,对隔震效果的发挥更具保障作用;而与DCFP和FPB比较而言,经合理的设计可使得其刚度和自振频率随着位移的增大逐渐减小,可较好的避免隔震结构低频共振现象的发生;4)与DCFP、FPB和VCFP相比,DVCFP刚度更小,传递给上部结构的剪力更小;5)DVCFP的残余位移由上下滑动曲面的摩擦系数和曲面函数各参数共同决定,须通过参数化设计将其控制在工程可接受的范围内。
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关键词
隔震
变曲率摩擦复摆隔震支座
滞回特性
回复能力
摩擦系数
曲面函数
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Keywords
seismic isolation
double variable curvature friction pendulum isolation bearing
hysteretic property
recovery capability
friction coefficient
surface function
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分类号
TU352.1
[建筑科学—结构工程]
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