双滑动面DFPS隔震系统效果分析

作     者：闫亚汐 

作者单位：河北联合大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王兴国

授予年度：2014年

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：DFPS Lagrange方程 层间位移 摩擦系数 龙格-库塔方法 

摘      要：现代隔震技术发展迅速，双滑动面摩擦摆(DFPS)隔震系统是其中一种有效的隔震技术。自从Zayas在1985年提出FPS的概念和初步模型后，很多国内外专家对其进行了理论分析和实验研究，并广泛应用在桥梁与建筑等工程中。DFPS隔震系统在FPS基础上提出，提供了一种新型的模型，DFPS通过滑块在滑道上的摩擦来耗散地震能量，通过中间滑块相应的转动与滑动来适应地震传递给上层结构的位移影响，可以拉长隔震结构的自振周期，达到隔震的功效。因此，影响DFPS隔震系统隔震效果的控制因素有两个，即滑道半径r和滑道的摩擦系数μ。 设定七层框架结构为研究对象，在其基础与上层结构之间设置DFPS隔震系统，通过实际的计算分析其在地震反应下的运动状态，并分析DFPS隔震系统是否具有隔震效果。运用Lagrange方程推导出地震反应下设置DFPS隔震系统和无隔震系统的两种结构的运动方程，并以龙格—库塔法为依据、MATLAB软件为载体求解结构在地震作用下的运动状态。通过比较两种情况下的的最大楼层位移、最大层间位移、最大楼层速度以及最大楼层加速度，来得到DFPS隔震系统在隔震效果最佳时其滑道半径r和摩擦系数μ的最佳组合。 通过计算和比较可以得到以下结论：结构的最大楼层位移、最大层间位移、最大楼层速度以及最大楼层加速度均明显减小，说明DFPS隔震系统具有良好的隔震效果，滑道半径r对DFPS隔震效果的影响比较小，摩擦系数μ的影响比较大，当μ的取值在0.01.15之间时，DFPS的隔震效果较好。