摩擦滑移隔震框架結構試驗與設計方法研究.pdf

1、西安建筑科技大學博士學位論文摩擦滑移隔震框架結構試驗與設計方法研究專業(yè)：業(yè)：防災減災與防護工程防災減災與防護工程博士生：生：劉軍生劉軍生指導教師：指導教師：王社良王社良教授摘要摩擦滑移隔震是結構隔震的主要型式之一，其隔震效果取決于滑移隔震支座的性能，而摩擦系數是影響支座性能的主要因素。一般來說，摩擦系數越小，隔震效果就會越好，但過小的摩擦系數卻會造成滑移位移過大，增加限位復位的難度，甚至影響建筑物的使用功能。二硫化鉬具有良好的附著性、耐

2、高溫抗高壓性以及低摩擦性等優(yōu)點，被譽為“高級固體潤滑油王”。文中采用二硫化鉬固體潤滑劑作為隔震支座的摩擦材料，并以軟鋼實體圓錐棒作為限位消能器，設計制作了一種新型滑移隔震裝置。將其應用到一五層鋼筋混凝土框架結構中，進行了Simulink仿真分析和振動臺試驗研究，并探討了摩擦滑移隔震結構的設計方法。主要工作和研究內容如下：（1）分析了新型滑移隔震支座的設計要點和工作原理，介紹了二硫化鉬材料的性能和優(yōu)點，采用MTS電液伺服試驗系統(tǒng)，對其進行

3、了不同豎向荷載下的摩擦性能試驗，探討了二硫化鉬作為新型隔震系統(tǒng)滑移材料的可行性，并通過函數擬合建立了摩擦系數與豎向壓應力的函數關系式。結果表明，隔震支座的摩擦恢復力曲線符合庫倫摩擦力模型，二硫化鉬涂層材料摩擦性能穩(wěn)定，摩擦系數約為0.04~0.05，可以作為建筑滑移隔震系統(tǒng)的滑移材料。（2）基于量綱理論，在綜合考慮振動臺承載能力的基礎上，按照一致相似關系設計了一個比例為1：5五層鋼筋混凝土框架結構試驗模型，并對其進行了模擬地震振動臺試驗

4、。結果表明：摩擦滑移隔震技術延長了結構體系的自振周期；相比10Hz諧波，2Hz諧波時隔震層產生的滑移量明顯變大，隔震層位移對頻譜特性較為敏感。純滑移和限位滑移時隔震結構的層間位移都很小，加速度呈“K”字形分布，達到了理想的減震效果；三維地震作用下的隔震層滑移量相比X單向滑移時略有增大，其X向的加速度反應處于X向抗震和X向滑移之間，最大減震效果為51.46%，表明了豎向地震作用下摩擦滑移隔震技術依然有效；采取水箱滑移隔震技術后，水箱的加速