土-结构作用对任意曲面RFPS滚珠摩擦摆减震效果影响分析

作者：富腾; 王文卉; 葛楠; 王兴国

来源：工程抗震与加固改造, 2023, 45(01): 17-23.

DOI：10.16226/j.issn.1002-8412.2023.01.003

• 土与结构相互作用
• 隔震结构
• 基础
• 地基土
• 层间位移

通过子结构的方法，建立考虑SSI(Soil Structure Interaction)下的RFPS滚珠支座隔震结构的地震动力反应计算模型来探讨SSI对RFPS减震效果的作用，通过有限元模拟软件计算。RFPS滚珠支座由上、下两个凹形圆弧曲线滑道和放置在2个滑道中间位置的滚珠组成，滚珠与滑道之间为非协调接触相当于一种滚珠摩擦摆。这种摩擦摆增加了结构的自振周期，即提供了一定的隔震能力。因此RFPS具备隔震装置必备的特征。该系统中上、下盘接触面与滚珠之间产生的摩擦力可抵消一定的地震能量，且依靠自身重力可以使其复位。在影响滚动摩擦力的所有要素里，均考虑了弹性滞后和接触面滑移的影响。计算结果表明：(1)在结构中设置RFPS可明显减小动力反应；(2)考虑SSI作用时，刚性基础的平移不大，转动角也很小，在较软弱场地可能不宜安装RFPS;在较坚硬场地设置RFPS隔震支座时，只有对较小的摩擦系数(0.05),不考虑SSI的结果才是偏于安全的；(3)选择滑道半径时，应考虑减震效果及体系复位两方面的需求；楼层加速度受到基础重心高度的作用，使结构顶部产生轻微鞭梢效应。

• 单位
  华北理工大学; 建筑工程学院