新型摩擦滑移隔震模型地震反应分析 - 西安建筑科技大学学报.PDF

第 46 卷 第 5 期 西安建筑科技大学学报（自然科学版） Vol.46 No.5 2014 年 10 月 J. Xian Univ. of Arch. Tech. (Natural Science Edition) Oct. 2014 新型摩擦滑移隔震模型地震反应分析  马 艳 1 ，王社良 1 ，刘军生 1,2 ，马予骁 1 ，展 猛 1 （1. 西安建筑科技大学土木工程学院， 陕西 西安 710055 ；2. 陕西省建筑科学研究院， 陕西 西安 710082 ） 摘要：采用新型固体摩擦滑移材料二硫化钼作为涂层材料，提出了一种应用于框架结构既能隔震又能消能的新型分离式摩擦 滑移隔震系统．设计制作了 1 个相似比为 1/5 的 5 层钢筋混凝土框架隔震试验模型结构，同时采用 ANSYS 有限元分析软件， 建立了该试验模型结构的有限元分析模型，进行了不同试验工况下模型结构的地震响应分析．研究结果表明，安装新型摩擦 滑移隔震装置后，上部结构的地震响应基本为平动，加速度、层间相对位移、楼层地震剪力等显著减小，说明文中采用新型 固体摩擦滑移材料二硫化钼作为涂层材料的新型摩擦滑移隔震装置能够明显地降低框架结构的地震响应，隔震效果明显．另 外，只要确定合理的构造以及实施方案，这种装置能够满足框架结构的隔震减震要求，应用实际工程结构． 关键词：摩擦滑移；地震响应；隔震；框架结构：隔震装置 中图分类号：TU37 文献标志码：A 文章编号：1006-7930(2014)05-0692-04 [1-2] 目前，使用最多的结构隔震形式是橡胶垫隔震和摩擦滑移隔震两种形式 ，而摩擦滑移隔震结构因其 相对低廉的造价和简易的施工更受到人们的追捧和研究．国内外学者对此也进行了一些研究，李大望等[3] 把滑移隔震结构简化为单自由度体系，建立了相应的非线性随机微分方程，等效线性化得到了隔震层的速 度、位移联合概率密度．李宏男等[4]利用数值积分的计算方法得出了多层砌体房屋高宽比限值的统计值 （在 [5]进行了振动台试验，从多自由度剪切型隔震结构等代模型的 实际地震作用下的抗倾覆高宽比）．姚谦峰等 振动特性入手，就基础滑移隔震结构的滑动状态进行了讨论．熊仲明等[6]对三层足尺砌体房屋模型的基础 隔震进行了试验研究．鬼头健三郎和山下兴家[7]提出了在基础与柱脚处相对设置盘状凹面，再在其间放入 球体来支承建筑物的隔震方案．但常用的摩擦滑移材料聚四氟乙烯存在着冷流性、熔体的粘度很高、附着 性差和高温下会分解出有毒气体等问题，而其他多数元件因材料短缺、价格昂贵或加工工艺复杂，在工程 上的应用并不是很广[8-9] ． 针对以上不足，提出了一种以二硫化钼作为涂层材料的新型摩擦滑移隔震体系，设计制作了一个五层 钢筋混凝土框架结构试验模型，并根据模型建立了 ANSYS 有限元分析计算模型，进行了不同试验工况下 模型结构的地震响应分析，为进行振动台试验提供了理论依据，以期为实际工程提供参考． 1 摩擦滑移隔震结构试验模型设计制作 表 1 模型相似比 1.1 相似系数选取 Tab.1 Model similarity ratio 以振动台模拟地震作用，是如今一种重要的研究抗震的试验方法， 物理量 相似比 此法可以得到地震作用下结构的动力反应，故可以此为依据指导设计．根 长度 lr =0.2 据本校现有振动台参数，需要对实际尺寸结构进行缩尺处理．本试验参 弹性模量 Er 1