基于改進型SMA-三重摩擦擺支座的層間隔震結構地震響應分析.pdf

1、地震會引起地面的劇烈晃動，引發(fā)的災害主要有建筑物破壞、山體滑坡等，這些現象都會給人們造成嚴重的災禍。很多的工程實踐表明了傳統(tǒng)的抗震設計效果并不明顯。隨之，減隔震理論開始萌芽，土木工程學界提出了振動控制技術，其中研究比較成熟的隔震支座之一是摩擦擺支座(Friction Pendulum Bearing，簡稱FPB)，該型支座主要通過豎向壓力產生的切向分力來為自身提供復位能力，但該型支座在強烈地震作用下有可能發(fā)生殘余位移過大而難以復位的現象

2、。
　　本文以普通三重摩擦擺支座（Triple Friction Pendulum Bearing簡稱TFPB）為基礎，利用形狀記憶合金(Shape Memory Alloy，簡稱SMA)的超彈性特性以及SMA螺旋彈簧的高阻尼特性，設計了一種新型隔震支座——改進型SMA-三重摩擦擺支座。主要研究內容包括以下幾個方面：
　　（1）根據力的平衡關系，簡單地分析了改進型SMA-三重摩擦擺支座的力學原理，同時建立層間隔震結構的動力反

3、應方程。
　?。?）介紹了單球面摩擦擺支座的工作原理，并對該型支座進行了力學性能試驗，測定了該支座滑動接觸面之間的摩擦系數，并且考察了支座的水平滯回曲線；探究了支座的滑移速率和法向壓力分別對滑動接觸面間摩擦系數、支座滯回特性的影響規(guī)律。通過有限元軟件ANSYS分析其滯回性能，其數值模擬、理論分析與試驗所得滯回曲線得到了較好的吻合，驗證了現有支座理論模型的適用性，且支座的滯回曲線較飽滿，滯回耗能性能較好。
　?。?）將改進型S

4、MA-三重摩擦擺支座應用于大底盤單塔結構的層間隔震中，分別建立了三種有限元模型，即非隔震結構、設置普通三重摩擦擺支座的和設置改進型SMA-三重摩擦擺支座的層間隔震結構。對其進行了模態(tài)分析和動力時程分析，結果表明，設置改進型SMA-三重摩擦擺支座的隔震結構具有顯著的隔震效果，且支座的最大滑移量和殘余位移量較小。
　?。?）僅設置改進型SMA-三重摩擦擺支座進行層間隔震時，隔震層下部結構的相對加速度響應出現了“反彈”現象，因此，將層間