国内外木结构隔震技术研究现状和趋势

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作者 王朝晖 赵弘博 +2 位作者 宋炜德 贾凯 周冠武 《林业工程学报》 北大核心 2025年第6期12-21,共10页

木结构建筑因强重比高天然具有优良的抗震性能,在对木结构性能化设计日趋重视的背景下,引入隔震技术可达到更高水准的抗震设防要求。对隔震技术在国内外木结构领域中的发展历程和现状进行了梳理,详细介绍了隔震技术的作用原理和有关标... 木结构建筑因强重比高天然具有优良的抗震性能,在对木结构性能化设计日趋重视的背景下,引入隔震技术可达到更高水准的抗震设防要求。对隔震技术在国内外木结构领域中的发展历程和现状进行了梳理,详细介绍了隔震技术的作用原理和有关标准规范,解析了中国古建筑传统木构造中所蕴含的隔震机理,并阐述了基础隔震技术应用于古建筑震害保护以及现代木结构抗震的可行性和关键问题,列举滑动隔震支座作为木结构抗震保护的实际案例,结果显示,应用隔震支座可以有效延长结构自振周期,降低结构体的地震响应。基于现有的隔震构造设计和木结构体系,重点介绍了国外碟形弹簧及平板式摩擦摆隔震系统(friction pendulum systems,FPS)在轻型木结构振动台试验中的研究和数值模拟分析,由于FPS构造简便,适合于轻质结构且拥有良好自复位能力,选用FPS可以作为较适合木结构的隔震措施。最后探讨了木结构隔震建筑在大震下支座回弹恢复和抵抗风荷载中可能面临的问题与解决措施,从施工建造难度、标准规范制定和成本控制等方面对现代木结构隔震技术进行了展望。 展开更多

关键词 现代木结构 隔震技术 滑动隔震支座 摩擦摆隔震系统

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基于LRB和FPS隔震策略的小型堆安全壳地震响应分析

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作者 姬晓宇 陈南宇 +3 位作者 陈睦锋 张帅军 侯钢领 蔡雪松 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第4期900-910,共11页

为验证在安全停堆地震动(SSE)下不同隔震策略对于小型堆安全壳的隔震效果,本研究利用有限元方法对小型堆安全壳结构进行三维建模,采用铅芯橡胶支座(LRB)和摩擦摆支座(FPS)对安全壳结构进行隔震设计,通过模态分析提取结构的前4阶振型和... 为验证在安全停堆地震动(SSE)下不同隔震策略对于小型堆安全壳的隔震效果,本研究利用有限元方法对小型堆安全壳结构进行三维建模,采用铅芯橡胶支座(LRB)和摩擦摆支座(FPS)对安全壳结构进行隔震设计,通过模态分析提取结构的前4阶振型和自振频率,进而对小型堆安全壳进行地震响应分析。通过研究安全停堆地震动下的结构响应,评估不同隔震策略在小型堆上的适用性。结果显示:LRB和FPS隔震方案将小型堆安全壳的自振周期延长至2.46 s和2.53 s。在小型堆安全停堆地震下,LRB和FPS隔震结构顶点水平加速度减震率为74.6%和63.2%,安全壳结构峰值水平变形可减小75.1%和68.4%。证明LRB和FPS隔震策略可提高小型堆结构的抗震性能。 展开更多

关键词 小型堆 隔震设计 铅芯橡胶支座 摩擦摆支座

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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 近断层地震动 摩擦摆支座 隔震支座最大位移 上部结构加速度 惯容系统

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摩擦摆系统振动性态的进一步分析 被引量：41

4

作者 李大望 周锡元 王东炜 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期330-333,共4页

基于摩擦摆 (FPS)及其隔震剪切型结构的非线性振动微分方程 ,进一步研究了该系统的振动性态。利用平均法得到了 FPS自治振动的一阶近似解。计算分析了 FPS系统在简谐激励作用下的稳定性及恢复力特性。一个FPS隔震多层剪切型结构对三种... 基于摩擦摆 (FPS)及其隔震剪切型结构的非线性振动微分方程 ,进一步研究了该系统的振动性态。利用平均法得到了 FPS自治振动的一阶近似解。计算分析了 FPS系统在简谐激励作用下的稳定性及恢复力特性。一个FPS隔震多层剪切型结构对三种水平地震作用响应的计算结果表明 ,尽管会引起结构的竖向附加振动 ,FPS仍具有良好的限位水平能力和隔离水平地震作用的效应。 展开更多

关键词 非线性 滑动隔振 振动方程 摩擦摆系统 FPS

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FPS抗震支座分析模型的比较研究 被引量：65

5

作者 焦驰宇 胡世德 管仲国 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第10期113-117,共5页

简单回顾了FPS抗震支座的基本原理,探讨了FPS支座在公路和铁路桥梁抗震中的应用。重点讨论了FPS支座的两种分析模型:Bouc-Wen模型和考虑动轴力和双方向耦合的FP模型,基于考虑动轴力、双方向耦合与否、及采用不同摩擦力学模型使结构地震... 简单回顾了FPS抗震支座的基本原理,探讨了FPS支座在公路和铁路桥梁抗震中的应用。重点讨论了FPS支座的两种分析模型:Bouc-Wen模型和考虑动轴力和双方向耦合的FP模型,基于考虑动轴力、双方向耦合与否、及采用不同摩擦力学模型使结构地震反应产生的差异,提出了FPS支座合理抗震计算模型选取时应注意的问题。并针对近年来FPS抗震支座应用情况,提出了设计参数的选取原则。 展开更多

关键词 FPS 分析模型 隔震

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摩擦摆支座在单层球面网壳结构隔震控制中的参数分析 被引量：18

6

作者 薛素铎 赵伟 李雄彦 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期933-938,共6页

为研究摩擦摆支座(FPS)的参数对网壳结构隔震性能的影响,将其应用于单层球面网壳,给出了摩擦摆支座隔震网壳的运动方程.对工程中常用的单层球面网壳的地震响应进行了时程分析,通过改变输入地震动的强度,较为全面地分析了摩擦摆支座的滑... 为研究摩擦摆支座(FPS)的参数对网壳结构隔震性能的影响,将其应用于单层球面网壳,给出了摩擦摆支座隔震网壳的运动方程.对工程中常用的单层球面网壳的地震响应进行了时程分析,通过改变输入地震动的强度,较为全面地分析了摩擦摆支座的滑动面摩擦系数和球面滑动半径的变化对隔震结构的隔震层位移和节点加速度的影响,总结了隔震结构的地震响应随滑动面摩擦系数和球面滑动半径的变化规律,为摩擦摆支座在网壳结构应用中的参数选取提供了参考依据. 展开更多

关键词 摩擦摆支座(FPS) 滑动面摩擦系数 球面滑动半径 网壳 隔震

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摩擦摆支座隔震连续梁桥地震能量反应研究 被引量：33

7

作者 张常勇 钟铁毅 杨海洋 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第16期63-67,121,共6页

以某三跨混凝土连续梁桥为例,建立了该桥的空间有限元分析模型,在3条人工地震波作用下,采用非线性时程分析方法计算了应用摩擦摆支座(FPS)隔震前、后结构的纵向地震能量反应,对比了3种隔震体系的耗能效果,并研究了FPS等效滑动半径和摩... 以某三跨混凝土连续梁桥为例,建立了该桥的空间有限元分析模型,在3条人工地震波作用下,采用非线性时程分析方法计算了应用摩擦摆支座(FPS)隔震前、后结构的纵向地震能量反应,对比了3种隔震体系的耗能效果,并研究了FPS等效滑动半径和摩擦因数对能量反应及分配的影响。分析研究结果表明,采用FPS隔震后结构体系绝大部分地震能量由支座耗散,可有效降低结构的能量耗散需求,保护结构安全,其中全桥隔震方案效果最好。增大等效滑动半径和摩擦因数均有利于提高FPS支座耗能减震效果,结构能量耗散需求随之减小,但当等效滑动半径和摩擦因数较大时,继续增大设计参数对耗能减震效果的改善作用趋于不变。 展开更多

关键词 桥梁工程 连续梁桥 减隔震设计 摩擦摆支座 能量反应

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多维地震动作用下摩擦摆基础隔震结构能量反应分析 被引量：11

8

作者 王建强 赵卓 +1 位作者 丁永刚 李大望 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期241-244,共4页

对摩擦摆基础隔震结构进行了能量反应分析,研究了多维地震动、地震烈度和支座摩擦系数对结构能量反应的影响,表明水平双向地震动输入时结构总输入能量明显增大,隔震层滞回耗能比增大,上部结构变形耗能比减小;而竖向地震动的参与使结构... 对摩擦摆基础隔震结构进行了能量反应分析,研究了多维地震动、地震烈度和支座摩擦系数对结构能量反应的影响,表明水平双向地震动输入时结构总输入能量明显增大,隔震层滞回耗能比增大,上部结构变形耗能比减小;而竖向地震动的参与使结构总输入能量略有增大,隔震层滞回耗能比减小,上部结构变形耗能比增大;随着地震动强度的提高,结构的总输入能量显著增大,隔震层滞回耗能比增大,上部结构变形耗能比减小;随着支座摩擦系数的增大,结构的总输入能量明显增大,隔震层滞回耗能比减小,上部结构的变形耗能比增大。 展开更多

关键词 摩擦摆 基础隔震结构 多维地震动 能量反应

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摩擦摆系统稳态随机响应预测 被引量：23

9

作者 李大望 关罡 赵卓 《世界地震工程》 CSCD 2000年第3期101-104,共4页

摩擦摆系统（ＦＰＳ）的微幅振动方程，运用等效非线性系统法预测了ＦＰＳ系统对高斯白噪声激励的稳态随机响应。所得解析结果表明，体系滑动转角和速度响应具有复杂的非高斯分布特征。

关键词 摩擦摆系统 概率密度 结构 稳定随机响应

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地铁车站工程应用双向RFPS支座隔震效果研究 被引量：16

10

作者 陶连金 安军海 葛楠 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2016年第1期52-58,共7页

基于阪神地震中地铁大开站的震害机制，借鉴地面隔震建筑的研究成果，提出了地下结构中柱柱顶设置辊轴摩擦摆（RFPS）隔震支座的设计理念，根据拉格朗日方程推求了该隔震系统的运动方程，并运用Newmark-β时域逐步积分法对其求解。研究... 基于阪神地震中地铁大开站的震害机制，借鉴地面隔震建筑的研究成果，提出了地下结构中柱柱顶设置辊轴摩擦摆（RFPS）隔震支座的设计理念，根据拉格朗日方程推求了该隔震系统的运动方程，并运用Newmark-β时域逐步积分法对其求解。研究结果表明：尝试在地铁地下结构抗震设计中，采用隔震设计的理念在理论上是可行的；RFPS隔震支座具有良好的耗能和自复位特性，较长的自振周期使其具有必要的震动隔离能力；地铁车站中柱柱顶设置RFPS支座后，可以大幅度减少结构（尤其是中柱）的内力和变形，且无需担心隔震部位会出现大变形；适当选取圆弧滑道半径和滚动摩擦系数值，隔震效率可达到50％～70％。 展开更多

关键词 地铁车站 隔震 辊轴摩擦摆(RFPS) 地震响应 拉格朗日方程

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摩擦摆支座在单层球面网壳结构中的隔震分析 被引量：20

11

作者 薛素铎 赵伟 李雄彦 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2007年第2期41-45,共5页

将摩擦摆支座(FPS)应用于单层球面网壳结构的隔震,给出了隔震网壳结构的运动方程。通过对比分析不同强度地震动输入条件下的结构动力响应特征,考察了FPS支座应用于网壳结构隔震的有效性和适用性。研究结果表明,在不同强度的地震动作用下... 将摩擦摆支座(FPS)应用于单层球面网壳结构的隔震,给出了隔震网壳结构的运动方程。通过对比分析不同强度地震动输入条件下的结构动力响应特征,考察了FPS支座应用于网壳结构隔震的有效性和适用性。研究结果表明,在不同强度的地震动作用下,隔震结构的节点加速度峰值和杆件轴力峰值都得到了有效控制,且地震动强度越大,控制效果越好。 展开更多

关键词 摩擦摆支座(FPS) 网壳 隔震

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摩擦摆隔震单层柱面网壳地震响应试验研究 被引量：16

12

作者 李雄彦 单明岳 +1 位作者 薛素铎 黄福云 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期68-75,98,共9页

为研究摩擦摆支座应用于大跨网壳结构的隔震效果以及地震动空间效应对隔震网壳的影响,设计并完成了多点输入的摩擦摆基础隔震单层柱面网壳缩尺模型振动台试验。选用小幅值正弦波和不同频谱特性的3组实际地震波记录,包括不同烈度、不同... 为研究摩擦摆支座应用于大跨网壳结构的隔震效果以及地震动空间效应对隔震网壳的影响,设计并完成了多点输入的摩擦摆基础隔震单层柱面网壳缩尺模型振动台试验。选用小幅值正弦波和不同频谱特性的3组实际地震波记录,包括不同烈度、不同维度以及不同视波速激励。对模型隔震前后的动力特性和结构位移、加速度及杆件应变等响应进行对比分析。试验还进行了小型摩擦摆支座力学性能的拟静力测试。研究表明:摩擦摆支座有效地延长了隔震体系的自振周期,网壳屋盖趋于整体平动,所受水平地震作用烈度相当于降低1~2度,隔震效果明显。在行波激励下,结构响应沿地震波传播方向逐渐相对增大,结构有轻微的转动。 展开更多

关键词 柱面网壳 摩擦摆 隔震 多点激励 振动台试验

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摩擦摆基础隔震结构双向地震反应分析 被引量：18

13

作者 王建强 管品武 李大望 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2005年第3期11-15,共5页

采用双向耦合力学模型模拟摩擦摆支座的双向耦合效应,对摩擦摆基础隔震结构进行了单向和双向地震反应对比分析,分析表明在双向地震作用下结构各层的加速度反应较小,隔震层的层间位移较大,而上部结构的层间位移较小,并且在双向地震作用下... 采用双向耦合力学模型模拟摩擦摆支座的双向耦合效应,对摩擦摆基础隔震结构进行了单向和双向地震反应对比分析,分析表明在双向地震作用下结构各层的加速度反应较小,隔震层的层间位移较大,而上部结构的层间位移较小,并且在双向地震作用下,支座的最大位移明显大于单向地震作用时的支座最大位移,因而应考虑双向地震作用对摩擦摆基础隔震结构地震反应和隔震支座性能的影响。 展开更多

关键词 摩擦摆 双向耦合作用 地震反应

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长联大跨摩擦摆支座隔震连续梁桥多维地震反应分析 被引量：20

14

作者 王力 杨延超 +3 位作者 刘世忠 虞庐松 余建华 方忠强 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2020年第2期129-137,共9页

结合长联大跨连续梁桥的特点,以1座(65+123+156+123+10×90+55)m长联大跨摩擦摆支座隔震连续梁桥为背景,建立了全桥三维有限元模型,运用非线性时程分析法,分析了地震动输入模式、地震动强度、摩擦摆支座参数对该桥内力、位移和能量... 结合长联大跨连续梁桥的特点,以1座(65+123+156+123+10×90+55)m长联大跨摩擦摆支座隔震连续梁桥为背景,建立了全桥三维有限元模型,运用非线性时程分析法,分析了地震动输入模式、地震动强度、摩擦摆支座参数对该桥内力、位移和能量响应的影响。研究结果表明:(1)长联大跨连续梁桥布置摩擦摆支座,可有效延滞固定墩顶有效主梁质量效应,实现全桥协同抗震。大部分地震能量可通过支座滞回耗能散耗,大幅降低了该桥固定墩地震能量耗散需求。(2)长联大跨连续梁桥减隔震设计中,建议采用水平单向+竖向地震组合进行内力设计,采用三向地震组合进行位移设计。(3)强震作用下,支座摩擦因数取0.029~0.034时该桥隔震性能最优。 展开更多

关键词 长联大跨连续梁桥 多维地震 摩擦摆支座 地震能量反应 隔震

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双向耦合效应对FPS隔震桥梁地震响应的影响 被引量：12

15

作者 吴陶晶 李建中 管仲国 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期119-123,共5页

利用两正交水平方向力的作用条件下FPS支座非线性动力行为的双向耦合弹塑性恢复力数学模型,针对一典型大跨度FPS隔震连续梁桥,对比了在墩高、球面半径和支座屈服强度等参数变化的情况下,考虑和忽略FPS支座恢复力的双向耦合作用时桥梁的... 利用两正交水平方向力的作用条件下FPS支座非线性动力行为的双向耦合弹塑性恢复力数学模型,针对一典型大跨度FPS隔震连续梁桥,对比了在墩高、球面半径和支座屈服强度等参数变化的情况下,考虑和忽略FPS支座恢复力的双向耦合作用时桥梁的非线性时程响应结果。研究表明这种双向耦合作用对隔震桥梁的地震响应有着重要的影响,如果忽略双向耦合作用,会大大低估支座变形的峰值响应,这对隔震桥梁设计是不利的。 展开更多

关键词 隔震桥梁 摩擦摆式支座 双向耦合效应 地震反应

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结构内设备的摩擦摆隔震响应分析 被引量：6

16

作者 李大望 庄鹏 周锡元 《世界地震工程》 CSCD 2004年第4期90-93,共4页

基于系统耦和振动微分方程,分析了结构内摩擦摆隔震设备的响应规律和隔震效果。计算结果表明,经过合理设计的摩擦摆系统能够显著控制设备的地震绝对加速度响应从而有效提高设备的抗震可靠度。

关键词 隔震效果 摩擦摆系统 绝对加速度 内摩擦 计算结果 地震 控制设备 响应分析 振动微分方程 合理设计

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高度可调摩擦摆隔震支座的力学性能 被引量：6

17

作者 杨海旭 郭迅 +2 位作者 王海飙 杨东晖 申童 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第1期61-64,共4页

为了抗御强震动和基础不均匀沉降,研制出具有圆弧滑动面的新型高度可调摩擦摆隔震支座.通过滑动试验测定了可调节摩擦摆隔震支座的摩擦系数,在此基础上得到摩擦摆隔震结构的等效自振周期.理论分析证明:摩擦摆隔震支座的自振周期只和弧... 为了抗御强震动和基础不均匀沉降,研制出具有圆弧滑动面的新型高度可调摩擦摆隔震支座.通过滑动试验测定了可调节摩擦摆隔震支座的摩擦系数,在此基础上得到摩擦摆隔震结构的等效自振周期.理论分析证明:摩擦摆隔震支座的自振周期只和弧面半径R、摩擦系数μ、摩擦摆水平位移Dd有关,与结构质量等参数无关,具有良好的稳定性.高度可调摩擦摆隔震支座能够抗御强震动和基础不均匀沉降,并具有良好的自限、自复位功能和振动稳定性,无需附设阻尼向心机构,且在上部结构中不必考虑复杂的抗震措施.高度可调摩擦摆隔震支座结构简单,应用方便,宜在工程中推广应用. 展开更多

关键词 摩擦摆 隔震支座 基础沉降 滑动试验 摩擦系数 自振周期 恢复力模型 力学性能

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支座滑道半径对摩擦摆基础隔震结构地震反应的影响 被引量：8

18

作者 王建强 陈磊河 +1 位作者 攸青言 赵卓 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2011年第4期132-136,共5页

对摩擦摆基础隔震结构进行了地震反应分析,研究了支座滑道半径对支座位移、楼层加速度和楼层剪力的影响,表明当支座的摩擦系数较小时,随着支座滑道半径的增大,隔震结构的自振周期增大,摩擦摆支座位移逐渐增大,结构的加速度反应和楼层剪... 对摩擦摆基础隔震结构进行了地震反应分析,研究了支座滑道半径对支座位移、楼层加速度和楼层剪力的影响,表明当支座的摩擦系数较小时,随着支座滑道半径的增大,隔震结构的自振周期增大,摩擦摆支座位移逐渐增大,结构的加速度反应和楼层剪力减小;当支座的摩擦系数较大时,改变支座的滑道半径,调整基础隔震结构周期对支座位移、结构加速度反应和楼层剪力的影响较小。 展开更多

关键词 基础隔震结构 摩擦摆 滑道半径 地震反应

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摩擦摆系统的稳态响应概率分布研究 被引量：3

19

作者 李大望 霍达 +1 位作者 周锡元 石志晓 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期66-68,共3页

基于等效线性化方法推得了摩擦摆系统对高斯白噪声激励稳态响应的联合概率密度函数解析解。与蒙特卡洛模拟结果对比表明 。

关键词 摩擦摆系统 概率密度 解析解 蒙特卡洛模拟 振动控制 稳态响应 建筑结构 被动控制 滑移隔震

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大型变压器的基础隔震摩擦摆系统理论研究 被引量：13

20

作者 马国梁 谢强 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期946-955,共10页

为减轻大型变压器等变电设备的地震震害,建议采用摩擦摆隔震系统对大型变压器进行地震防护,开展相关的理论研究。该文阐述了摩擦摆隔震原理和影响摩擦摆摩擦性能的主要因素,综述了现有的摩擦摆系统力学模型和其性能,分析了在地震作用下... 为减轻大型变压器等变电设备的地震震害,建议采用摩擦摆隔震系统对大型变压器进行地震防护,开展相关的理论研究。该文阐述了摩擦摆隔震原理和影响摩擦摆摩擦性能的主要因素,综述了现有的摩擦摆系统力学模型和其性能,分析了在地震作用下摩擦摆隔震系统的地震响应,研究了摩擦摆隔震系统用于大型变压器等电力设备基础隔震的承载能力特性、导振性能、隔震性能、耗能特性和自复位性能。研究表明:摩擦摆隔震系统的隔震周期与隔震结构质量无直接关系,这种特性特别适用轻质量的变电站设备基础隔震;滑移面的滑移速度、压应力、温度都影响摩擦摆的摩擦性能;多维地震作用对摩擦摆隔震性能影响较大;摩擦摆隔震系统具有可靠的承载能力、隔震性能、耗能能力、导振性能和自复位能力。因此,摩擦摆系统用于大型电力变压器等变电站设备基础隔震是合适可行的。 展开更多

关键词 摩擦摆系统 隔震原理 力学模型 大型变压器 适用性

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