摩(mo)擦(ca)滑(hua)移隔(ge)震(zhen)(zhen)是開發(fa)應用較早的(de)隔(ge)振技(ji)術之(zhi)一(yi),所用的(de)摩(mo)擦(ca)材(cai)料多為(wei)(wei)沙石(shi)、石(shi)墨等(deng)廉價材(cai)料,標記(ji)經濟且(qie)(qie)簡(jian)單(dan)易行。摩(mo)擦(ca)滑(hua)移隔(ge)震(zhen)(zhen)系(xi)統(tong)通常有(you)隔(ge)離(li)地(di)震(zhen)(zhen)作用的(de)摩(mo)擦(ca)滑(hua)動機(ji)構和(he)限位(wei)復(fu)位(wei)的(de)阻尼(ni)向心(xin)機(ji)構組(zu)成,多為(wei)(wei)平(ping)面滑(hua)移隔(ge)震(zhen)(zhen)系(xi)統(tong)。該(gai)系(xi)統(tong)不(bu)(bu)能自(zi)動復(fu)位(wei),一(yi)般需(xu)要另外(wai)加設(she)復(fu)位(wei)裝置(zhi),且(qie)(qie)滑(hua)動性能離(li)散性大(da)、不(bu)(bu)易控(kong)制,滑(hua)移量過大(da)可(ke)能導致(zhi)穿越(yue)隔(ge)震(zhen)(zhen)層(ceng)的(de)非結構構件(jian)破(po)壞,甚至可(ke)能發(fa)生滑(hua)移失穩,這極大(da)地(di)阻礙了(le)滑(hua)移隔(ge)震(zhen)(zhen)的(de)發(fa)展。為(wei)(wei)了(le)解決(jue)平(ping)面滑(hua)移系(xi)統(tong)不(bu)(bu)能自(zi)動復(fu)位(wei)問題,Zayas等(deng)于1985年(nian)在美國加州大(da)學伯克利分校研發(fa)了(le)摩(mo)擦(ca)擺(bai)隔(ge)震(zhen)(zhen)裝置(zhi),稱之(zhi)為(wei)(wei)摩(mo)擦(ca)擺(bai)系(xi)統(tong)/支座(Friction Pendilum System/Bearing,簡(jian)稱FPS/FPB)。該(gai)裝置(zhi)不(bu)(bu)僅具有(you)平(ping)面滑(hua)移隔(ge)震(zhen)(zhen)裝置(zhi)的(de)對地(di)震(zhen)(zhen)激勵(li)頻率范(fan)圍的(de)低敏感性和(he)高穩定性,特(te)有(you)的(de)圓弧滑(hua)動面還使其具有(you)復(fu)位(wei)功能,無需(xu)附設(she)阻尼(ni)向心(xin)機(ji)構,故(gu)而在實際應用中更為(wei)(wei)簡(jian)便,且(qie)(qie)增加了(le)隔(ge)震(zhen)(zhen)裝置(zhi)的(de)可(ke)靠度(du)。
摩(mo)擦(ca)擺(bai)隔(ge)震支(zhi)座是(shi)將(jiang)傳統的平(ping)面滑(hua)(hua)移隔(ge)震裝置的摩(mo)擦(ca)滑(hua)(hua)移面由平(ping)面改(gai)為球面,從(cong)(cong)而可依靠自身(shen)重(zhong)力(li)自動(dong)(dong)(dong)回復。該(gai)支(zhi)座主要由上(shang)、下支(zhi)座板和一個鉸接滑(hua)(hua)塊組成。摩(mo)擦(ca)擺(bai)隔(ge)震支(zhi)座嵌在(zai)滑(hua)(hua)動(dong)(dong)(dong)容腔(qiang)中的鉸接滑(hua)(hua)塊與滑(hua)(hua)動(dong)(dong)(dong)面具(ju)有相同的曲率半徑,可與滑(hua)(hua)動(dong)(dong)(dong)面完(wan)全貼合,并使(shi)上(shang)支(zhi)座在(zai)支(zhi)座滑(hua)(hua)動(dong)(dong)(dong)時始終保持水(shui)平(ping)。滑(hua)(hua)動(dong)(dong)(dong)面上(shang)涂有低摩(mo)擦(ca)材料,如聚四氟乙烯(特氟龍)等,可在(zai)滑(hua)(hua)動(dong)(dong)(dong)過程中耗散(san)能量。當滑(hua)(hua)動(dong)(dong)(dong)界面受到的地震作(zuo)用超過靜摩(mo)擦(ca)力(li)時,地面水(shui)平(ping)運動(dong)(dong)(dong)會促使(shi)滑(hua)(hua)動(dong)(dong)(dong)在(zai)其圓(yuan)弧面內(nei)滑(hua)(hua)動(dong)(dong)(dong),從(cong)(cong)而迫使(shi)上(shang)部結構輕微抬高,發(fa)生單(dan)擺(bai)運動(dong)(dong)(dong)。然后,支(zhi)座會在(zai)自身(shen)受到的豎向荷載作(zuo)用下自動(dong)(dong)(dong)回復。
摩(mo)擦(ca)擺隔震(zhen)(zhen)(zhen)支(zhi)(zhi)座的(de)水平力(li)(li)為(wei)滑(hua)動面摩(mo)擦(ca)力(li)(li)和上(shang)部結(jie)構沿(yan)滑(hua)道上(shang)升產(chan)生的(de)恢(hui)(hui)復力(li)(li)的(de)合(he)力(li)(li),而提供的(de)恢(hui)(hui)復力(li)(li)使(shi)支(zhi)(zhi)座能(neng)依靠其承受(shou)的(de)重(zhong)力(li)(li)自(zi)動往(wang)中心(xin)位置回(hui)復,使(shi)地震(zhen)(zhen)(zhen)響應得到控制,并且該支(zhi)(zhi)座的(de)剛度中心(xin)有自(zi)動與隔震(zhen)(zhen)(zhen)結(jie)構的(de)質心(xin)重(zhong)合(he)的(de)趨勢,因(yin)而能(neng)在更大(da) 程度上(shang)消除結(jie)構的(de)扭轉運動。摩(mo)擦(ca)擺隔震(zhen)(zhen)(zhen)支(zhi)(zhi)座的(de)周期、豎(shu)向承載力(li)(li)、阻尼比(bi)、側(ce)重(zhong)位移和抗拉(la)力(li)(li)等指標可以進行(xing)(xing)單獨控制,該特(te)性十(shi)分便于設計人(ren)員對隔震(zhen)(zhen)(zhen)系(xi)統進行(xing)(xing)優化(hua)設計。