摩(mo)(mo)擦(ca)滑(hua)移(yi)隔(ge)震(zhen)是(shi)開(kai)發(fa)應用(yong)較早的(de)隔(ge)振技術之一(yi),所用(yong)的(de)摩(mo)(mo)擦(ca)材料(liao)多為沙石(shi)、石(shi)墨(mo)等廉價材料(liao),標(biao)記經濟且簡(jian)單易行。摩(mo)(mo)擦(ca)滑(hua)移(yi)隔(ge)震(zhen)系統(tong)(tong)通常有(you)隔(ge)離(li)(li)地震(zhen)作用(yong)的(de)摩(mo)(mo)擦(ca)滑(hua)動機構和限(xian)位(wei)復(fu)(fu)位(wei)的(de)阻尼向心機構組成,多為平面(mian)滑(hua)移(yi)隔(ge)震(zhen)系統(tong)(tong)。該系統(tong)(tong)不能自動復(fu)(fu)位(wei),一(yi)般需要另(ling)外加設復(fu)(fu)位(wei)裝置,且滑(hua)動性(xing)能離(li)(li)散性(xing)大、不易控(kong)制,滑(hua)移(yi)量過大可能導(dao)致穿越隔(ge)震(zhen)層的(de)非結(jie)構構件破(po)壞,甚至可能發(fa)生滑(hua)移(yi)失(shi)穩,這(zhe)極大地阻礙了(le)滑(hua)移(yi)隔(ge)震(zhen)的(de)發(fa)展。為了(le)解決平面(mian)滑(hua)移(yi)系統(tong)(tong)不能自動復(fu)(fu)位(wei)問(wen)題,Zayas等于1985年在美國(guo)加州大學伯克利分(fen)校研發(fa)了(le)摩(mo)(mo)擦(ca)擺隔(ge)震(zhen)裝置,稱之為摩(mo)(mo)擦(ca)擺系統(tong)(tong)/支座(Friction Pendilum System/Bearing,簡(jian)稱FPS/FPB)。該裝置不僅(jin)具有(you)平面(mian)滑(hua)移(yi)隔(ge)震(zhen)裝置的(de)對地震(zhen)激勵頻率范圍的(de)低敏感性(xing)和高穩定性(xing),特(te)有(you)的(de)圓弧(hu)滑(hua)動面(mian)還使其具有(you)復(fu)(fu)位(wei)功(gong)能,無需附設阻尼向心機構,故而在實際應用(yong)中更(geng)為簡(jian)便,且增加了(le)隔(ge)震(zhen)裝置的(de)可靠度。
摩擦擺隔(ge)(ge)震(zhen)支座是將傳統(tong)的平面(mian)(mian)滑(hua)(hua)移(yi)隔(ge)(ge)震(zhen)裝(zhuang)置的摩擦滑(hua)(hua)移(yi)面(mian)(mian)由(you)平面(mian)(mian)改為球面(mian)(mian),從(cong)而可(ke)依靠自(zi)身重力自(zi)動(dong)(dong)(dong)回復。該支座主要(yao)由(you)上、下(xia)支座板和(he)一個鉸接滑(hua)(hua)塊(kuai)組成。摩擦擺隔(ge)(ge)震(zhen)支座嵌在滑(hua)(hua)動(dong)(dong)(dong)容腔(qiang)中的鉸接滑(hua)(hua)塊(kuai)與滑(hua)(hua)動(dong)(dong)(dong)面(mian)(mian)具有相同(tong)的曲率(lv)半(ban)徑,可(ke)與滑(hua)(hua)動(dong)(dong)(dong)面(mian)(mian)完全貼合,并使上支座在支座滑(hua)(hua)動(dong)(dong)(dong)時(shi)始終保持水平。滑(hua)(hua)動(dong)(dong)(dong)面(mian)(mian)上涂有低摩擦材料,如聚四氟乙(yi)烯(xi)(特氟龍)等,可(ke)在滑(hua)(hua)動(dong)(dong)(dong)過(guo)程中耗散能量。當滑(hua)(hua)動(dong)(dong)(dong)界面(mian)(mian)受(shou)到的地(di)震(zhen)作用(yong)超過(guo)靜摩擦力時(shi),地(di)面(mian)(mian)水平運(yun)動(dong)(dong)(dong)會促(cu)使滑(hua)(hua)動(dong)(dong)(dong)在其(qi)圓弧面(mian)(mian)內滑(hua)(hua)動(dong)(dong)(dong),從(cong)而迫使上部(bu)結構輕微抬高,發生(sheng)單(dan)擺運(yun)動(dong)(dong)(dong)。然后,支座會在自(zi)身受(shou)到的豎向荷載(zai)作用(yong)下(xia)自(zi)動(dong)(dong)(dong)回復。
摩(mo)擦(ca)擺隔震支(zhi)座(zuo)的(de)(de)(de)水平力為(wei)滑動(dong)面摩(mo)擦(ca)力和上部結構沿(yan)滑道上升產生(sheng)的(de)(de)(de)恢(hui)復力的(de)(de)(de)合力,而(er)提供的(de)(de)(de)恢(hui)復力使支(zhi)座(zuo)能依靠其(qi)承受的(de)(de)(de)重力自動(dong)往中心位(wei)置回復,使地震響應得(de)到控制(zhi)(zhi),并且該(gai)支(zhi)座(zuo)的(de)(de)(de)剛度中心有自動(dong)與隔震結構的(de)(de)(de)質(zhi)心重合的(de)(de)(de)趨勢(shi),因(yin)而(er)能在更(geng)大 程度上消(xiao)除結構的(de)(de)(de)扭(niu)轉運動(dong)。摩(mo)擦(ca)擺隔震支(zhi)座(zuo)的(de)(de)(de)周(zhou)期、豎向(xiang)承載力、阻尼比、側重位(wei)移和抗拉力等指標可以進(jin)行(xing)(xing)單獨控制(zhi)(zhi),該(gai)特(te)性十分便(bian)于設(she)計人員對隔震系統進(jin)行(xing)(xing)優化設(she)計。