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多重摩擦摆新型隔震支座的理论分析及数值模拟
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作者 李喜梅 牛珂欣 +1 位作者 苏润田 母渤海 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第4期859-869,共11页
传统的摩擦摆支座虽然耗能能力强,但存在支座本身位移过大的问题。因此在三重摩擦摆支座的基础上,结合形状记忆合金(SMA)拉索提出了多重摩擦摆新型隔震支座(STFPB),介绍了其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... 传统的摩擦摆支座虽然耗能能力强,但存在支座本身位移过大的问题。因此在三重摩擦摆支座的基础上,结合形状记忆合金(SMA)拉索提出了多重摩擦摆新型隔震支座(STFPB),介绍了其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,推导出多重摩擦摆新型隔震支座的刚度和等效粘滞阻尼比,构造了多重摩擦摆新型隔震支座的四折线滞回模型。采用有限元软件ABAQUS对多重摩擦摆新型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,并分别研究了竖向荷载、水平位移幅值、SMA拉索的数量和直径以及水平激励角度对其的耗能影响。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计算公式的正确性;(2)相比传统的三重摩擦摆支座,多重摩擦摆新型隔震支座的滞回曲线饱满,具有良好的滞回性能;(3)耗能能力随竖向荷载的增大、水平位移幅值的增大以及SMA拉索的增多而增强;(4)45度激励作用下布置4根SMA拉索的刚度和耗能最大,在进行支座布置时应考虑SMA拉索的布置位置。 展开更多
关键词 摩擦支座 低周反复 滞回特性
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黏滑摩擦的光滑化互补模型及其在摩擦摆隔震支座中的应用
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作者 吴阳 张楠 +3 位作者 张欣刚 张树翠 毕皓皓 姚文莉 《振动与冲击》 北大核心 2025年第1期272-280,324,共10页
为研究摩擦摆隔震支座在地震作用下的黏滑摩擦响应问题,提出一种处理非光滑黏滑摩擦问题的光滑化模型。首先,基于线性互补理论构建摩擦力余量和相对滑移速度的互补方程。其次,在短时区间内对相对滑移速度进行时间平均,利用时均滑移速度... 为研究摩擦摆隔震支座在地震作用下的黏滑摩擦响应问题,提出一种处理非光滑黏滑摩擦问题的光滑化模型。首先,基于线性互补理论构建摩擦力余量和相对滑移速度的互补方程。其次,在短时区间内对相对滑移速度进行时间平均,利用时均滑移速度代替时变滑移速度重构互补变量,并将其转化为一组非线性互补方程,从而将非光滑的黏滑摩擦问题进行光滑化处理。随后,将摩擦摆隔震支座等效为一种考虑恢复力效应的2维摩擦耦合模型,结合所提光滑化模型进行地震响应分析,并与经典的Coulomb摩擦模型和LuGre摩擦模型进行了对比验证。研究结果表明,所提模型既能够在宏观上反映黏滑摩擦的stick-slip切换,同时还能实现非光滑问题的光滑化分析,避免在非光滑事件中频繁切换动力学模型。采用不同摩擦模型对摩擦摆隔震支座的地震响应进行计算,验证了所提模型的准确性和有效性。 展开更多
关键词 非线性互补(NLCP) 黏滞-滑移 模型光滑化方法 摩擦支座(fpb)
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摩擦摆隔震支座在复杂大跨度连体结构中的应用实例分析
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作者 李治 尹伟康 阎波 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2025年第5期108-115,120,共9页
中建三局新总部大楼中建·光谷之星为复杂大跨度连体结构,该项目由G塔、H塔和I塔3栋单体建筑和各单体间的连廊连接体组成。3栋单体建筑的建筑体量、动力特性有较大差异,故连接体弱连接的方式与各单体建筑相连,并通过设置摩擦摆隔震... 中建三局新总部大楼中建·光谷之星为复杂大跨度连体结构,该项目由G塔、H塔和I塔3栋单体建筑和各单体间的连廊连接体组成。3栋单体建筑的建筑体量、动力特性有较大差异,故连接体弱连接的方式与各单体建筑相连,并通过设置摩擦摆隔震支座实现弱连接。以该工程为例,采用考虑摩擦摆隔震支座的整体模型和刚性连接的整体模型以及单体模型分别进行对比计算分析,说明该工程连接体采用摩擦摆隔震支座连接时各单体结构受力更加清晰明确,同时增加整体结构阻尼比,有利于抗震,并极大地减小温度应力对整体结构的影响,降低了结构综合造价。 展开更多
关键词 复杂大跨度连体结构 摩擦支座 作用 温度应力
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重力井曲面摩擦摆支座及其抗震性能
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作者 曹飒飒 张飞涛 张力文 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第5期237-244,共8页
在强震或近场地震动作用下,传统隔震支座桥梁存在支座残余位移和桥墩内力响应大的问题。受科学馆重力井曲面设施的启发,提出一种基于重力井曲面的变刚度摩擦摆支座,其曲面由内部的球面和外部的重力井曲面构成。首先,基于理论推导,建立... 在强震或近场地震动作用下,传统隔震支座桥梁存在支座残余位移和桥墩内力响应大的问题。受科学馆重力井曲面设施的启发,提出一种基于重力井曲面的变刚度摩擦摆支座,其曲面由内部的球面和外部的重力井曲面构成。首先,基于理论推导,建立其水平剪切方向的恢复力模型。其次,设计并制作了一个足尺变刚度摩擦摆支座试件,并对其进行拟静力试验,以进一步探究其滞回特性和力学性能。摩擦材料采用抗压性能优越的改性超高分子量聚乙烯。最终,通过数值模拟,比较研究重力井曲面摩擦摆支座和球形支座的动力特性。结果表明:变刚度双摩擦摆支座上下滑动面呈不对称滑动现象;改性超高分子量聚乙烯摩擦材料可以满足支座对摩擦垫局部应力大的需求。此外,与普通球形双摩擦摆支座相比,重力井曲面摩擦摆支座能够大幅减小地震动作用下的内力需求,且具有与小半径球面摩擦摆支座相似的优越的自复位性能。 展开更多
关键词 变刚度支座 拟静力方法 重力井曲面摩擦支座 桥梁抗
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8度区某复杂高层摩擦摆隔震结构设计 被引量:2
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作者 张鑫 张蕾 赵明昱 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2025年第2期80-87,114,共9页
某医院项目位于8度区(0.20g)近断层,在主裙楼之间设置隔震缝后主楼结构仍超长,且长宽比超过了规范限值。为了提高结构的抗震性能,在地下室顶板以下的柱顶处布置摩擦摆隔震支座形成隔震层,隔震层以上部分采用混凝土框架-剪力墙结构。本... 某医院项目位于8度区(0.20g)近断层,在主裙楼之间设置隔震缝后主楼结构仍超长,且长宽比超过了规范限值。为了提高结构的抗震性能,在地下室顶板以下的柱顶处布置摩擦摆隔震支座形成隔震层,隔震层以上部分采用混凝土框架-剪力墙结构。本文对比了摩擦摆隔震支座、叠层橡胶隔震支座+黏滞阻尼器两种隔震层设计方案,介绍了控制隔震支座拉应力的4种途径,并研究了隔震支座对超长结构温度效应的影响。分析结果表明,摩擦摆隔震结构可有效地控制上部结构的扭转效应,并且摩擦摆隔震支座方案在隔震效果、隔震层水平位移、隔震支座拉压应力控制等方面都优于橡胶隔震支座方案。同时设置隔震层后,可有效降低上部结构的温度效应。 展开更多
关键词 近断层 摩擦支座 叠层橡胶支座 黏滞阻尼器 温度效应
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铁路桥梁摩擦摆减隔震体系简化分析方法
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作者 苏伟 李晓波 +2 位作者 王雨权 国巍 管仲国 《振动与冲击》 北大核心 2025年第7期124-131,共8页
高烈度铁路桥梁减隔震设计广泛使用摩擦摆支座,采用非线性时域分析方法费时费力,等效线性化分析方法是个隐式求解过程,不仅需要迭代计算,而且由于铁路桥墩下部结构体量很大,仅基于首阶振型可能显著低估桥墩的地震响应。结合铁路桥梁的... 高烈度铁路桥梁减隔震设计广泛使用摩擦摆支座,采用非线性时域分析方法费时费力,等效线性化分析方法是个隐式求解过程,不仅需要迭代计算,而且由于铁路桥墩下部结构体量很大,仅基于首阶振型可能显著低估桥墩的地震响应。结合铁路桥梁的结构受力特点,基于等效线性化原理,提出高精度等代显式计算方法,用于求解摩擦摆减隔震支座的地震响应,提出考虑首阶振型与墩身自振振型组合的简化求解方法,用于求解桥墩地震响应。参数分析结果显示,减隔震支座的位移响应可以很好地表征为1 s周期的反应谱值的幂函数,由此建立的简化显式计算方法在常用的设计参数范围内,即摩擦摆支座等效回转半径3~6 m、摩擦因数0.03~0.06,误差小于3%。进一步基于典型高速铁路桥梁,建立结构分析基准模型,通过变化墩高和基础刚度、摩擦摆支座回转半径和摩擦因数、地震作用强度,开展了200个参数抽样,对每个抽样又进行了12条地震波作用的非线性时程分析。结果显示:简化显式计算方法与非线性时域分析的平均结果之间具有很好的一致性,考虑首阶振型与墩身自振振型组合的简化求解方法也能很好地估计各样本的墩底剪力和弯矩响应,而仅考虑首阶振型平均偏低估计墩底剪力和弯矩分别约为40%和30%。 展开更多
关键词 铁路桥梁 摩擦支座 桥墩 等效线性化原理 简化分析方法
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电磁吸盘-摩擦摆复合隔震支座理论分析与试验研究 被引量:3
7
作者 李晓东 翁银绩 +1 位作者 陈恩亮 郭明晶 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期1250-1258,共9页
为解决摩擦摆支座在外部荷载激励下不具备抗拔性的缺点,基于电磁原理和半主动控制思想,提出了一种以电磁力为基础,结合传统摩擦摆的电磁吸盘-摩擦摆复合隔震支座(Electromagnetic Chuck-Friction Pendulum System,ECFPS)。介绍了该复合... 为解决摩擦摆支座在外部荷载激励下不具备抗拔性的缺点,基于电磁原理和半主动控制思想,提出了一种以电磁力为基础,结合传统摩擦摆的电磁吸盘-摩擦摆复合隔震支座(Electromagnetic Chuck-Friction Pendulum System,ECFPS)。介绍了该复合隔震支座的构造特点和耗能机制,并基于电磁原理推导出电磁吸盘吸力以及ECFPS的等效刚度、周期和等效阻尼比等理论公式,建立了ECFPS计算模型。设计并制作了一个缩尺比为1∶3的ECFPS试件,对不同输入电流、竖向荷载和不同位移幅值下的滞回性能进行了试验研究,探究了不同输入电流对抗拔性能的影响。试验结果表明:理论值与试验值吻合度较高,验证了理论公式推导的正确性;等效刚度和单位循环耗能变化明显,两者最大变化幅度分别为19.81%和28.16%;随着电磁吸盘输入电流的增大,ECFPS支座的抗拔性能提高,实现了支座竖向抗拔的功能。 展开更多
关键词 摩擦支座 电磁力 滞回性能 竖向抗拔
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基于磁悬浮理论的自适应抗拔摩擦摆隔震支座力学性能研究 被引量:3
8
作者 李晓东 吴健 张天允 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期50-58,共9页
为解决摩擦摆隔震支座抗拔能力不足的问题并优化其隔震性能,将传统的摩擦摆支座(FPB)和半主动控制思想相结合,提出一种自适应磁悬浮抗拔摩擦摆隔震支座(AMFPB)。基于磁路理论进行理论分析,推导出U型电磁铁的电磁力公式,以及AMFPB刚度、... 为解决摩擦摆隔震支座抗拔能力不足的问题并优化其隔震性能,将传统的摩擦摆支座(FPB)和半主动控制思想相结合,提出一种自适应磁悬浮抗拔摩擦摆隔震支座(AMFPB)。基于磁路理论进行理论分析,推导出U型电磁铁的电磁力公式,以及AMFPB刚度、周期和等效阻尼比计算公式;对U型电磁铁进行位移-电磁力试验分析,建立AMFPB有限元模型,并对不同位移幅值、不同电磁铁匝数和输入电流下支座的滞回特性和抗拔性能进行分析。研究结果表明:U型电磁铁的位移-电磁力试验结果与理论结果吻合度较好,计算得到的AMFPB滞回曲线与数值模拟结果基本相同。AMFPB随滑动位移的增加可调节自身的刚度及耗能,有利于支座位移的控制。 展开更多
关键词 摩擦支座 磁悬浮 滞回性能
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Fe-SMA-变摩擦复摆隔震连续梁桥近断层下地震反应研究
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作者 尚继英 娄东旭 +2 位作者 韩建平 郁银泉 宋炳磊 《地震工程与工程振动》 北大核心 2025年第3期180-190,共11页
针对传统摩擦复摆支座(double concave friction pendulum bearing,DCFPB)隔震桥梁在近断层地震中支座位移过大、自复位能力不足等问题,利用滑移面变摩擦方式和形状记忆合金的超弹性特性,研发了一种铁基形状记忆合金变摩擦复摆隔震支座(... 针对传统摩擦复摆支座(double concave friction pendulum bearing,DCFPB)隔震桥梁在近断层地震中支座位移过大、自复位能力不足等问题,利用滑移面变摩擦方式和形状记忆合金的超弹性特性,研发了一种铁基形状记忆合金变摩擦复摆隔震支座(iron-based shape memory alloy-double variable friction pendulum bearing,Fe-SMA-DVFPB)。利用理论分析和数值模拟的方法,构建了新型支座本构模型,确定了其等效分析模型。以实际工程为背景,分别设计了应用不同类型支座的隔震桥梁,并研究了其在近断层地震动作用下的抗震性能。研究表明:3种隔震结构在脉冲型地震作用下支座最大位移分别为非脉冲型地震作用下的2.1、1.63、1.47倍;相比DCFPB隔震桥梁,Fe-SMA-DVFPB隔震桥梁支座位移最大减小量为38.9%(脉冲型)和13%(非脉冲型),残余位移最大减小量为93.5%(脉冲型)和83.1%(非脉冲型);应用Fe-SMA-DVFPB能更有效地控制支座位移与残余位移;Fe-SMA-DVFPB隔震桥梁支座位移与残余位移减小量明显大于墩底弯矩与墩底剪力增加量。Fe-SMA-DVFPB能够进一步提升桥梁的震后可恢复能力。 展开更多
关键词 铁基形状记忆合金 摩擦支座 本构模型 分析模型 近断层地作用 性能
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铁基形状记忆合金-变摩擦复摆隔震连续梁桥地震反应分析
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作者 尚继英 娄东旭 +2 位作者 韩建平 宋炳磊 马润博 《振动与冲击》 北大核心 2025年第1期262-271,共10页
针对传统摩擦复摆隔震桥梁支座位移过大、自复位能力不足等问题,利用变摩擦机制和形状记忆合金的超弹性特性,研发了一种新型铁基形状记忆合金-变摩擦复摆隔震支座(iron-based shape memory alloy-double-concave variable friction pend... 针对传统摩擦复摆隔震桥梁支座位移过大、自复位能力不足等问题,利用变摩擦机制和形状记忆合金的超弹性特性,研发了一种新型铁基形状记忆合金-变摩擦复摆隔震支座(iron-based shape memory alloy-double-concave variable friction pendulum bearing,Fe-SMA-DVFPB)。构建其本构模型,并确定其等效分析模型。提出Fe-SMA-DVFPB隔震桥梁基于位移的抗震设计方法,以实际工程为背景,分别设计了应用不同类型支座的隔震桥梁,并对用不同类型支座隔震的桥梁抗震性能进行对比分析。研究表明:相比传统摩擦复摆支座隔震桥梁,Fe-SMA-DVFPB隔震桥梁支座相对位移最大减小量为23.79%,残余位移最大减小量为93.56%;应用Fe-SMA-DVFPB隔震支座能更有效地控制支座相对位移与残余位移;Fe-SMA-DVFPB隔震桥梁支座相对位移与残余位移减小量明显大于墩底弯矩和剪力增加量。Fe-SMA-DVFPB能够进一步提升桥梁的震后可恢复能力。 展开更多
关键词 铁基形状记忆合金(Fe-SMA) 摩擦支座(DVfpb) 本构模型 等效分析模型 性能
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近断层地震动作用下摩擦摆惯容隔震结构的地震响应分析
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作者 刘海洋 荣强 李光辉 《地震工程学报》 北大核心 2025年第6期1326-1335,共10页
为避免脉冲型地震动作用下摩擦摆隔震支座发生位移超限,进一步降低结构的地震响应,将惯容系统与摩擦摆隔震支座结合,构建摩擦摆惯容隔震结构的非线性运动方程。利用MATLAB计算单自由度结构在近断层地震作用下的地震响应,对比摩擦摆惯容... 为避免脉冲型地震动作用下摩擦摆隔震支座发生位移超限,进一步降低结构的地震响应,将惯容系统与摩擦摆隔震支座结合,构建摩擦摆惯容隔震结构的非线性运动方程。利用MATLAB计算单自由度结构在近断层地震作用下的地震响应,对比摩擦摆惯容隔震结构隔震层的最大位移和上部结构最大绝对加速度,进而探结构整体的隔震性能。研究表明:混联Ⅰ型和混联Ⅱ型摩擦摆惯容隔震系统均能有效降低结构在近断层地震动作用下的动力响应,且在具有破裂向前方向性效应的地震动下隔震效果更好。等效阻尼比越大,减震效果越明显;等效阻尼比相同时,混联Ⅰ型惯容系统的滞回曲线更饱满,能更有效地限制隔震层位移超限,其隔震效果更加显著。 展开更多
关键词 近断层地 摩擦支座 支座最大位移 上部结构加速度 惯容系统
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基于摩擦摆支座的高速铁路简支梁桥减隔震效果分析 被引量:3
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作者 朱海龙 张永亮 +1 位作者 周友权 刘海涛 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2024年第1期69-76,共8页
为研究摩擦摆支座在高速铁路简支箱梁桥的减隔震效果,以24、32、40m典型跨径高速铁路简支梁桥为研究对象,采用MIDAS/Civil有限元软件分别建立传统抗震体系和减隔震体系模型进行非线性动力时程分析,研究桥梁墩高、桥梁跨径和地震动峰值... 为研究摩擦摆支座在高速铁路简支箱梁桥的减隔震效果,以24、32、40m典型跨径高速铁路简支梁桥为研究对象,采用MIDAS/Civil有限元软件分别建立传统抗震体系和减隔震体系模型进行非线性动力时程分析,研究桥梁墩高、桥梁跨径和地震动峰值加速度(PGA)等因素对简支梁桥地震响应的影响。研究结果表明:桥墩墩高和截面形式对墩底内力和墩顶位移的减震效果有较大影响,但在5~20m墩高内受墩高的影响更为显著;墩高从5m增加到20m时,墩底内力减震率分别为80%、35%,墩高从25m增加到45m时,墩底内力减震率分别为46%、37%;桥梁跨径对结构减震率有一定影响,但在10%以内;PGA对墩底内力和墩顶位移的减震率总体上影响较小;墩高和PGA对FPB支座位移影响较大,PGA影响更为显著,支座位移增大倍数明显大于对应的PGA增加倍数。 展开更多
关键词 高速铁路 简支梁桥 摩擦支座 效果 影响因素
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基于摩擦摆支座的核安全壳结构隔震效果研究 被引量:1
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作者 祁鹏飞 裴强 +2 位作者 谯裕豪 鲁蕴华 夏超南 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2024年第4期120-127,共8页
核安全壳是防止核裂变产物泄漏的最后一道屏障,属于I类抗震物项,但近些年以日本福岛地震为代表性的超设计基准地震频发,故安全壳的抗震性能值得关注。基底隔震可以有效降低结构的地震响应,摩擦摆隔震支座因其优良的隔震性能已被广泛应... 核安全壳是防止核裂变产物泄漏的最后一道屏障,属于I类抗震物项,但近些年以日本福岛地震为代表性的超设计基准地震频发,故安全壳的抗震性能值得关注。基底隔震可以有效降低结构的地震响应,摩擦摆隔震支座因其优良的隔震性能已被广泛应用于桥梁、房屋建筑中,但目前尚未有核安全壳的应用实例。为此本文基于ANSYS有限元软件建立摩擦摆支座隔震和非隔震安全壳结构整体模型,通过输入相同地震动对比分析核安全壳结构的频率、位移、加速度以及剪力等指标,研究摩擦摆支座在核安全壳结构隔震中的应用可行性。分析结果表明:隔震结构基本周期相比不隔震结构显著提高,且隔震结构的层间相对位移、加速度和剪力值等指标均小于非隔震结构,进一步说明隔震支座有利于提高核安全壳的抗震性能。 展开更多
关键词 核安全壳 摩擦支座 基础 时程分析
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形状记忆合金摩擦摆隔震连续梁桥性能提升分析 被引量:2
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作者 刘彦辉 姚嘉栋 +2 位作者 郑文智 谭平 周福霖 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1365-1376,共12页
为提升摩擦摆支座隔震连续梁桥的抗震性能,提出了形状记忆合金摩擦摆(SMAFP)及隔震连续梁桥多目标参数优化方法.推导了SMAFP力学模型;基于OpenSees平台分别建立了摩擦摆支座与形状记忆合金索数值模型,并通过试验验证了数值模型的准确性... 为提升摩擦摆支座隔震连续梁桥的抗震性能,提出了形状记忆合金摩擦摆(SMAFP)及隔震连续梁桥多目标参数优化方法.推导了SMAFP力学模型;基于OpenSees平台分别建立了摩擦摆支座与形状记忆合金索数值模型,并通过试验验证了数值模型的准确性,进一步建立了SMAFP的数值模型.基于此,选取某三跨隔震连续梁桥,采用所提出的优化方法开展SMAFP隔震连续梁桥隔震参数优化设计,并基于最优隔震参数进一步研究了优化方法的适用性与SMAFP隔震连续梁桥的抗震性能.结果表明:采用最优参数的隔震连续梁桥的支座残余位移显著减小,2组地震动作用下的减幅分别达47.1%和44.7%,主梁峰值位移减幅分别达7.8%和11.4%,墩底剪力与墩底弯矩最大增幅分别达8.8%和9.6%. 展开更多
关键词 连续梁桥 摩擦支座 形状记忆合金 模型验证 参数优化 性能提升
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三种设防烈度下两种隔震支座对建筑最大层间位移角的隔震效率对比
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作者 龙雨欣 潘文 +1 位作者 杜杰伟 苏何先 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2025年第1期99-106,共8页
本文探讨了建筑结构采用隔震技术以提高地震安全性能的情况,通过软件ETABS对比分析了两种隔震支座——橡胶支座和摩擦摆支座在不同设防强度下的表现。研究结果显示,这两种支座均使结构的地震剪力和层间位移角减小50%以上。然而,在设防... 本文探讨了建筑结构采用隔震技术以提高地震安全性能的情况,通过软件ETABS对比分析了两种隔震支座——橡胶支座和摩擦摆支座在不同设防强度下的表现。研究结果显示,这两种支座均使结构的地震剪力和层间位移角减小50%以上。然而,在设防强度为7度(0.1g)和8度(0.2g)时,橡胶支座表现出更出色的整体隔震效率,相较之下,略高于摩擦摆支座。尽管在设防烈度为9度下,两者的整体隔震效率相差不大,但橡胶支座仍然显示出更佳的隔震性能。综合考虑,橡胶支座和摩擦摆支座均表现出卓越的耗能性能,但总体而言,橡胶隔震支座更具适用性。 展开更多
关键词 橡胶支座 摩擦支座 层间位移角 效率 设防烈度
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摩擦阻尼器组合支座的隔震优化对比
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作者 高向宇 吴凡 +2 位作者 韩汶利 田杰 王作杰 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期558-570,共13页
为解决一种摩擦阻尼器组合隔震支座的有效性及计算方法的问题,研究了用于结构设计有限元建模的组合元件计算模型,包括水平向、竖向刚度和滞回模型。使用有限元软件SAP2000,对比研究了布置有该组合支座的优化隔震方案和传统橡胶支座的隔... 为解决一种摩擦阻尼器组合隔震支座的有效性及计算方法的问题,研究了用于结构设计有限元建模的组合元件计算模型,包括水平向、竖向刚度和滞回模型。使用有限元软件SAP2000,对比研究了布置有该组合支座的优化隔震方案和传统橡胶支座的隔震优化方案在高宽比不同的高层框架剪力墙筒体结构的抗震性能。结果表明:与传统隔震支座方案相比,组合隔震支座隔震方案可适当延长结构自振周期,减小隔震层侧移,有效降低支座拉应力,提高支座的抗倾覆能力和支座耗能,还可有效降低上部结构的层间剪力及侧移等地震响应,证明组合隔震支座方案较传统隔震支座方案综合性收效明显。 展开更多
关键词 摩擦阻尼器 组合支座 时程分析 高宽比 有限元分析 方案优化
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基于能量的摩擦摆隔震结构隔震层最大变形计算方法研究 被引量:1
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作者 何厚谊 李吉超 王涛 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2024年第6期84-92,共9页
隔震技术是保证结构安全的有效手段。以摩擦摆隔震结构为例,提出了一种基于最大瞬时输入能量分析的隔震层最大变形计算方法。首先基于非线性单自由度模型验证了隔震层最大变形与最大瞬时输入能发生时刻的一致性,其次推导了隔震层的最大... 隔震技术是保证结构安全的有效手段。以摩擦摆隔震结构为例,提出了一种基于最大瞬时输入能量分析的隔震层最大变形计算方法。首先基于非线性单自由度模型验证了隔震层最大变形与最大瞬时输入能发生时刻的一致性,其次推导了隔震层的最大滑动位移与最大瞬时输入能段滞回耗能的关系,进一步确定了隔震层最大变形与最大滑动位移的比例,最终提出了基于最大瞬时输入能计算隔震结构隔震层最大变形的方法,通过案例分析验证了该方法的可行性。研究结果表明:隔震层的最大变形与最大瞬时输入能具有较高的相关性;隔震层在最大瞬时输入能段的滞回耗能与最大瞬时输入能的比值随着结构等效周期变大呈减小趋势;最大变形与最大滑动位移的比值可取0.55;基于能量法计算的隔震层最大变形与结构实际最大变形的误差在10%以内。 展开更多
关键词 结构 摩擦支座 能量分析 最大位移 简化计算方法
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近远场地震作用下基于摩擦摆支座的高速铁路连续梁桥减隔震研究 被引量:19
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作者 刘正楠 陈兴冲 +2 位作者 张永亮 刘尊稳 张熙胤 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期47-54,共8页
以1座跨径布置为(60+100+60)m高速铁路预应力混凝土连续梁为研究对象,采用SAP2000软件建立基于CRTSⅡ型板式无砟轨道系统的线桥一体化模型,运用非线性时程分析法,考虑近远场地震动,进行基于摩擦摆支座的高速铁路连续梁桥减隔震研究。结... 以1座跨径布置为(60+100+60)m高速铁路预应力混凝土连续梁为研究对象,采用SAP2000软件建立基于CRTSⅡ型板式无砟轨道系统的线桥一体化模型,运用非线性时程分析法,考虑近远场地震动,进行基于摩擦摆支座的高速铁路连续梁桥减隔震研究。结果表明:对于中小跨径高速铁路连续梁桥,在远场地震动下,主墩支座采用摩擦摆支座,联间墩支座采用普通盆式支座,可实现与全桥采用摩擦摆支座相当的减隔震效果;在近场地震动下,采用摩擦摆支座应用于主墩,普通盆式支座配合减震榫应用于联间墩,在避免邻梁碰撞的同时也可达到预期的减隔震效果;轨道约束系统对墩梁相对位移的限制及联间墩支座承担梁体质量较小是造成应用于联间墩的摩擦摆支座减隔震效果不佳的主要原因。 展开更多
关键词 高速铁路 连续梁桥 轨道约束 近远场地 摩擦支座
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摩擦摆隔震地铁车站结构地震响应规律研究 被引量:1
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作者 韩学川 陶连金 解咏平 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期146-155,共10页
基于ABAQUS软件建立土-隔震地铁车站结构静-动力耦合三维数值仿真模型,以典型两层两跨箱型结构为研究对象,将摩擦摆隔震支座应用于地铁车站结构,通过在中柱不同位置布置隔震支座,研究隔震地铁车站的地震响应规律和减隔震效果。结果表明:... 基于ABAQUS软件建立土-隔震地铁车站结构静-动力耦合三维数值仿真模型,以典型两层两跨箱型结构为研究对象,将摩擦摆隔震支座应用于地铁车站结构,通过在中柱不同位置布置隔震支座,研究隔震地铁车站的地震响应规律和减隔震效果。结果表明:(1)摩擦摆隔震支座能够增大车站侧墙和板的相对水平位移以及中柱的绝对水平位移且能够有效减小中柱的相对水平位移;从控制结构中柱相对水平位移方面考虑,单支座隔震地铁车站结构应将隔震支座布置于车站底层中柱底部位置,而双支座隔震地铁车站结构应布置于车站顶层和底层中柱柱底位置;(2)摩擦摆隔震支座能够降低隔震层中柱的应力,隔震支座布置于顶层时,其对底层各构件的应力影响较小;隔震支座布置于底层时,最大应力出现在侧墙底部位置且能够有效减小隔震层中柱应力集中的现象;(3)摩擦摆隔震支座能够有效降低隔震层中柱的剪力和弯矩,而对于非隔震层中柱内力的降低则效果不佳;从控制结构中柱内力方面考虑,双隔震支座结构优于单隔震支座结构。 展开更多
关键词 摩擦支座 动力特性 响应 数值模拟 地铁车站
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摩擦摆隔震支座理论分析与数值模拟研究 被引量:60
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作者 龚健 邓雪松 周云 《防灾减灾工程学报》 CSCD 2011年第1期56-62,共7页
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,推导了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... 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,推导了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处于设计位移的时刻,且一般位于滑块或支座板球铰面边缘。 展开更多
关键词 摩擦支座 低周反复 滞回特性 回复能力 摩擦系数 球面半径
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