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INDUSTRIAL HEATING
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2021年第50卷第3期Vol. 5 0 No.3 2021
D0P10. 3969/j. issn. 1002-1639. 2021. 03. 014
张｛，
张慧，
侯伟
(陕西工业职业技术学院，陕西咸阳712000)
摘要：将二硫化钳(M o S 2)涂层材料作为摩擦材料，以U 型带片作为限位消能元件，组成新型摩擦滑移隔震装置，并将其应用于结构
中，形成新型摩擦滑移隔震结构。采用SAP2000有限元分析软件，研究在不同限位刚度下新型摩擦滑移隔震结构基底滑移量及上部
动力响应的变化规律) 明，新 震 个代 的加速度、基底剪力基本上 震层限位刚度的增加
力n，而基 量 上 震层限位刚度的增加而减小。 个代
的加速度、基剪力在某些隔震层限位刚度 内
呈现
动的现象。
李琛老婆关键词： 化； 震；限位刚度；动力响应
中图分类号:TG356. 16 文献标志码:A 文章编号：1002-1639(2021 )03-0052-05
Dynamic Response Analysis of New Type Friction-slic Isolation Structurr under Different Limiti
ng Stiffnes s
ZHANG Chao ,ZHANG Hui ，HOU Wei
(Shaanxi Polytechnio Institute ，Xianyang 712000，China )
Abstract : A new type friction-slip isolation device are composed of a new kind of coating material ( MoS 2) used as the friction material and U-
shaped steeepeateused asseiding-eimited and eneegy-absoebed eeement.Vaeiation ofbaseseip and uppeesteuctueedynamiceesponseofnew
type friction-slip isolation structure under different /miting stiffness is studied by SAP2000. The results show that acceleration of the three rep
resentative layers of structure and base shear basically increase with the increasing limiting stiffness of isolation dyee ，while base slip of sWuc-
tueedeceeasesasawhoee.Acceeeeatoon ofthetheeeeepeesentatoeeeayeesand basesheaefoeceon someeomotongstofnessectoon ofosoeatoon eayee
shows the tendency of dcoi fuctuation.
Key Worrs :MoS 2 ； sliding isolation ；/minng stiffness ； dynamio response analysis
滑移隔震是一种新型的减隔震控制技术,
具有安
、合、有 且 优点[1]
，用“以 冈『'的设 念，通过在 与基 面之间设置 ■隔震层， 地震能量向上 传递，使上部结构的
地震反应明显减/J 、⑵。
学 对 震体系存在滑移量过大且震后不能自动 的 ，
开 了带有限位装置的滑
震 。韦俊 用有限 了一种新型
有限位装置的 震 的计算模型
,
根据合理的碰撞前后滞回特性，进行了单向和双向 地震
用下的隔震
[3]
)张年等研究双向
合地震作用的
，
震 的参数优化
设计模型,
使用直接搜索算法和遗传算
合的改
合遗传算法对6
震 的 数进行优化设计⑷。韩淼等对基 震模 行了软碰撞限
动台模拟地震动试验
，
数得出了
收稿日期：2020-9 -4修回日期：2020-09-30
基金项目：陕西工业职业技术学院2020年院级科研计划项目
(2020YKYB —017)
作者简介：张超(1989—)，男，硕士，讲师，研究方向为工程隔震.
距离与软碰撞限位器刚度对 与隔震 应
的 规律，
根
与隔震 应均控制在
范围内的条件，优选 用于 震试验模型的
碰撞限位器试验工况[5]) 臣将橡胶与 合理
合 种新型的限位装置，利用MaPab/Siou/nk
新型限位装置的 模型，
通过数值模拟,
确定带
限位装置的隔震 的自 长度，
限 胶弹
性刚度、刚度
震 数对 动力 应的
[6]
)
合上述研究
，
震 基 量与
隔震层限位刚度有 的 )
将 化钳(M0S 2)
涂 材 为 材料，
以U 型带 为限位
能，新
震装置，并将应用于中， 新
震 ) 用 SAP2000有限
， 研究新
震 震限 刚度与基
量、上
的动力 应的 )
1新型摩擦滑移隔震装置的组成
新 震装置 和限
能
)
地震的
用和
上部结构重量的作用，由上、下刚性支承板及
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INDUSTRIAL HEATING
中间用低摩擦系数材 。 材
化钮(M0S 2”7-，西安 科技大学 对 化钮的 性能进行了
试验，试
明：该种
材料的
数 稳定在0.04〜0.05⑻， 将有
数均设置为0.05。限位消能 收
地震能量，减地震波中长周期 给 震 I 带来的
，并对控制
的 有一定的作用,
普通A3钢板冷 的U 型钢 。新
震装置构造
1
。
图1
2工程模型介绍
的计算模型为 5 钢 土框架结
，首
为4. 2 m ，其余 为3.6 m 。：方
向2跨，轴间距为6 m ；；方向2跨，轴间距为6 m ；抗震
设防烈度为7度，地震加速度为0. 15 g ，地震 为第
，地属'
地，场地特征周期为0.35s ；上
为 0.05。 有 用 C30 土。
柱截面750 mm x 750 mm ，其余各层柱截面为600 mm
X 600 mm ，主梁截面为300 mm x 600 mm ，次梁截面为
200 mm x 400 mm ，基础框架梁截面全部取为300 mm x600 mm 。 板 度为 100 mm ， 面板 度为 120 mm 。关于道德的名言警句
楼面恒荷载为5 kN/m 2，活荷载为2 kN/m 2 ；屋面恒荷 为7 kN/m 2，不上
面活荷载为0. 5 kN/m 2 ；面
梁上作用 墙荷载10 kN/m ，屋面外围梁上作
用
墙荷载4 kN/m 。选取 中所述的
和限
能元
,
布置在每个
柱下部与基础
间，限 能 的X 向和丫向布置
在上下基础梁之间。在：轴和；轴方向 基础梁下布置 钢 U 带 。 震 面布置
2。
① ⑪ ② ⑫ ③
图2结构平面及隔震元件布置图
3 型
在SAP2000有限元分析软件中，采用Friction Aa-
latar 连接
模拟 震装置的
，
震 的上下 基 梁， 在 个 柱下
地布置 Friction Isolatar 连接 。对于新
擦林峰女友潘霜霜
滑移隔震结构,SAP2000提供的多段线性塑性连接单
地模拟新 震装置的限 能
。因 在
性塑性连接
的基础上,
对限位器的 曲 行。新
震结
模型在柱底基 定长度的自
，
所以
在 曲线的开始 用
水平刚度近似为零的直
对 行模拟〔9-0-。
4限位器的加设情况说明
应的未加设限位器及加设限位器的
•隔
震模型，
限器的加设情况
1。 震限位刚
度的计算方 [8 ]。
布置多个不同方向的U 型带片时，通过试
得到了隔震层的
曲 数。
2 % 2( *1 + O*2 )
( 1 )
2 % 0. 1521 (2)中：21为震
前刚度；2为震 后刚
度；2为单个限位器的弹性刚度；*1为 力方向的
限位器个数；*2为 垂直于受力方向的限位器个数；o
为侧向限位器对刚度的
数，取0.6。
表1限位器加设情况
限位类型限0限1
限2限3限4限5限位器个数
12
24364860
限位器布每根基础梁下
根基 梁下根基 梁下
根基 梁下根基 梁下根基 梁下置方式个限 器
个限 器个限 器
个限 器四个限位器五个限位器震限刚度/kN 'm"0
3 677
7 354
11 030
14 707
18
384
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5工况分析
模型选择两种地震波， 为津波、EL-Centra 波。天津 时为19.2 s ，记 长0.01s 。EL
-
Centra 波持时为30 s ，记录步长0. 02 s 。针对 的
工程 ，根自 长度应满足的条件［8］，通过
有限 ，在天津波&EL - Centra 波作用下，自滑区
长度d 取为140 mm 。
在天津波、EL - Centra 波作用下将加速度峰
值调整到150gai 、310gai ，确定
数为0.05, 新
震 模型，运用SAP2000
行有限元，研究在不 震层限位刚度下基 量及上
动力响应的变化规律。
5.1
对
的
3为 津波和EL Centra 波作用下新型摩擦滑 震 基 大 量
震层限位刚度的变化
。 3可，在津波基 度和 度作用下，隔震 基 大 量变化趋势基 似，整个
震层限位刚度变化范围内基 大 量变化幅度不大。在EL Centra 波基 度和
度作用下，当
隔震层限位刚度小于11 030 kN/m 时（ 根基础梁 下三个限位器），震限位刚度的变化对基 大滑
量 大， 震 限 刚度的 加，基 大 量减小明显。
150r
宋慧乔多次拒绝宋仲基3 677 7 35
4 11 031 14 708 18385隔震层限位刚度/kN • m 1
（a ）天津波
350厂
日日.*能^
y «
程卿
o
o o 53 2—150gal
一一310gal
5.2 对 的
4为 津波和EL Centra 波作用下新型摩擦滑震
基底剪力 震层限位刚度的变化图。从
4 可 ，在 津 基 度和 度 用下， 震
基 剪力
震 限 刚度 加
大。 在 震
限位刚度为7 354 kN/m 时（
星辰大海剧情根基础梁下二个限
器），基剪力
震层限位刚度的化趋势发生突
。在隔震层限位刚度小于7 354 kN/m 时，变化趋势
缓；在 震层限位刚度大于7 354 kN/m 时，变化
势 。在EL Centra 波基
度作用下，隔震
基
剪力随隔震层限位冈度的增加而增大。但在EL Centra
度作用下，在隔震层限位刚度为7 354 kN/m 时
（
根基础梁下二个限位器），基剪力的基 势
有 化。隔震层限位刚度小于7 354 kN/m 时，基底 剪力呈
势；隔震层限位刚度增大到7 354 kN/m
以后，基底剪力呈现局部波动的现象，出现时大时力、的
情况
65060055050045040035030025020015010050
3 677 7 35
4 11 031 14 708 18385隔震层限位刚度/kN • m'1
(a)天津波
—150gal —310gal
600r 550 - 500450 -400 -350 -300 -250 -200150 -100 -50 -
3 677 7 35
4 11 031 14 708 18385
隔震层限位刚度/kN • m'1
(b) EL Centro 波
0 0
o o o 52 1图 4 基 度的 化
00
3 677 7 35
4 11 031 14 708 18385隔震层限位刚度/kN • m-1
(b) EL Centro 波
图3基 移量 度的变化
5.3
对 对加速度的
5为 津波和EL Centra 波作用下新型摩擦滑
震 大加速度 震层限位刚度的变化图。
5 可 ， 在 津 基 度和
度 用下，
震层限位刚度增加，隔震 个代 （隔震
、底层、 ）的加速度呈现增大的趋势。在EL
Cen-
亠录4誑INDUSTRIAL HEATING ・55-
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tra波基度作用下，隔震个代的加速度基本上震层限位刚度的增大大；在隔震层限位刚度为11030kN/m时(根基础梁下三个限位器)，加速度增加趋势发生。在EL Centra波度作用下，隔震加速度震层限位刚度增加力吐和加速度的变化趋势接近，可总结为“增大、减、增大"，在个转折点，为7354 kN/m(即每根基础梁下两个限位器)、11030kN/m(即每根基础梁下个限位器)。
隔鳶层限位刚度/kN•m'1
(a)天津波150gal
036777354110311470818385
036777354110311470818385隔震层限位刚度/kN-m'1
(c)EL Centro波150gal 036777354110311470818385隔震层限位刚度/kN-m'1
(d)EL Centro波310gal
图5最大加速度随隔震层限位刚度的变化
综上所述，新型摩擦滑移隔震结构的基底剪力、三个代(隔震、、)的加速度基本上震限位刚度增加大。与时，震的震在减小。个代的加速度、基底剪力在某些隔震层限位刚度内呈现动的现象，出现时大时小的情况。
6结语
本文采用SAP2000有限元分析软件，研究了新型震在不震层限位刚度下基移量及上动力响应(基底剪
力、对加速度)的变化规律。得以下结论：
(1)在津波和EL Centra波作用下，新
震震层限位刚度的不断增加，基'量衰减比较明显，而后于平缓。
(2)在津波和EL Centra波作用下，新型摩擦滑
震基剪力基上震限刚度加大。但在EL Centra?度作用下，隔震的基底剪力出现了时大时小的现象。
(3)在津波和EL Centra波作用下，新
震震限刚度的不断加，
个代的加速度基本上呈现势。但在EL Centra波作用下，在某些隔震层限位刚度内，结构代的加速度呈现动的现象。
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