摩擦擺隔震支座等效阻尼比與滑移量、摩擦係數的關係

摩擦擺隔震支座是一種幹摩擦滑移隔震支座，作為(wei) 建築結構和橋梁的隔震器，受到了較為(wei) 廣泛的關(guan) 注。其特有的圓弧滑動麵具有自動複位功能，從(cong) 而可以限製隔震支座的位移，使其震後恢複原位，增加了隔震裝置的可靠度。

目前，歐洲、美國、日本和我國均在橋梁抗震規範中采用了隔震設計。在等教靜力分析方法、單自由度反應譜法、多自由度反應譜法中。若等效剛度、等效阻尼比取值適當，可得到滿意的設計結果。由於(yu) 摩擦擺隔震支座的非線性特性，在分析開始時設計位移是未知的，因而其等效剛度、等效阻尼比也是未知的。為(wei) 得到滿意的結果，等效阻尼比的取值極為(wei) 重要。

由於(yu) 摩擦擺隔震支座軸對稱，施加的位移載荷為(wei) 水平單向，可利用支座的對稱性取二分之一模型進行研究．在對稱麵上施加對稱載荷。上支座板與(yu) 滑塊的相對運動相當於(yu) 一個(ge) 球形鉸，它的主要功能是通過轉動調整位置，使支座不發生傾(qing) 覆，故應約束上支座板的轉動自由度。在模擬試驗機加載時，約束支座底麵的所有自由度，對上支座板施加水平正弦位移載荷。在模擬地震載荷時，支座的底麵僅(jin) 需約束豎直方向的自由度。地震激勵直接施加在支座底部。

摩擦擺隔震支座在循環加載下形成的滯回曲線直觀地反映了支座的耗能機理。當振動係統中存在非黏性阻尼時，通常用一個(ge) 等效黏性阻尼係數t來進行近似計算。等效黏性阻尼係數的值是通過單個(ge) 周期內(nei) 非黏性阻尼所消耗的能量E和等效黏性阻尼所消耗的能量肜，相等的原則計算得出。

摩擦擺隔震支座的擺動剛度在滑移量較小的情況下為(wei) 線性增大，隨著滑移量的增大呈非線性增長。圖4給出了滑移量與(yu) 等效阻尼比、耗能之間的關(guan) 係。當滑移量從(cong) 0.05m增大到0.20In時，等效阻尼比下降的趨勢明顯，之後衰減逐漸緩慢，雖然等效阻尼比隨滑移量增大而減小，但每個(ge) 循環的耗能卻線性增加。滑移量增大的同時滯回曲線的麵積也增大，故耗能增大。

滑道半徑的增加降低了支座的擺動剛度，卻未影響初始剛度。當滑道半徑從(cong) 1m增大到2m時，等效阻尼比增長明顯，隨著半徑的繼續增加，對其敏感性降低。由於(yu) 改變滑道半徑不影響初始剛度，滯回曲線的麵積幾乎沒有變化，故每個(ge) 循環的耗能基本不變。隨著摩擦係數的增加支座的初始剛度線性增加，擺動剛度不變，滯回曲線的麵積也增加。隨著摩擦係數的增大，等效阻尼比較為(wei) 平均地增長且每個(ge) 循環下的耗能線性增長。增加上支座板承受的豎向壓力不僅(jin) 影響到支座的初始剛度，同時會(hui) 增加支座的擺動剛度，有效地增加了滯回曲線的麵積。雖增加了耗能，但也提高了擺動剛度，故豎向壓力幾乎不影響支座的阻尼比。

計算結果表明，摩擦擺隔震支座的等效阻尼比與(yu) 滑移量成反比，與(yu) 滑道半徑、摩擦係數成正比。豎向壓力幾乎對等效阻尼比沒有影響，但等效阻尼比的大小並不能明確表示能量耗散的多少，而是反應耗能水平的指標。