[发明专利]一种可用于风洞试验的摩擦摆支座隔震系统

说明书

本发明公开了一种可用于风洞试验的摩擦摆支座隔震系统，具体为：钢质轨道和侧向挡板通过螺栓固定于钢板底座上，U型滑块在钢质轨道上单向滑动，连接板通过螺栓固定于U型滑块上，弹簧两端分别通过吊环螺栓与侧向挡板、连接板相连接；U型滑块内置石墨套筒，石墨套筒内壁设置若干石墨筛孔；U型滑块凹槽内部粘贴薄膜材料。本发明避开了摩擦摆隔震支座在几何尺寸上无法小比例缩尺的困难，可灵活再现隔震建筑风洞试验模型在隔震层位置的非线性力学特性。

技术领域

本发明属于工程结构隔震建筑风洞试验技术领域，尤其涉及一种可用于风洞试验的摩擦摆支座隔震系统。

背景技术

为提高建筑结构抗震性能和保障生命财产安全，在高烈度地区采用隔震技术已成为一种有效的手段。例如，截至2020年我国已建成隔震建筑数量就已经超过了8000栋，建筑朝着隔震方向的发展符合了我国韧性城市建设理念。作为隔震建筑最为关键的单元，常见的隔震支座有橡胶支座和摩擦摆支座，后者因其竖向承载能力高、工作性能稳定、自复位能力强、耐久性好等优越性能，被广泛应用在桥梁、高层建筑和大跨屋盖等民用基础设施。过去30多年的工程实践已表明，通过摩擦摆支座隔震的结构在经历设计地震强度1至3倍的地震动时，结构经济损失小于重置成本，地震过后结构的使用功能也完全保存。

然而在全世界范围内，除了严重的地震灾害外，风灾侵袭时有发生，且两种灾害区域存在重叠。例如我国台湾地区、福建和海南地区均同时位于强台风区和高烈度地震设防区。对位于双重灾害重叠区的隔震建筑而言，隔震系统造成的结构基频降低使得高层宽体的建筑风荷载更偏向于成为控制性荷载。因此，开展包括摩擦摆支座在内的隔震高层建筑的抗风理论与试验性研究是非常必要的。

然而，摩擦摆支座隔震建筑风洞试验的难点在于尺寸本身就不大的隔震支座无法在几何长度上进行缩尺，如何在小缩尺比的结构模型中实现对隔震层的非线性恢复力特性的模拟，具有一定的挑战性。国内外目前还没有可以借鉴的有关隔震建筑风洞试验缩尺模型的成熟技术。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种可用于风洞试验的摩擦摆支座隔震系统。

本发明的一种可用于风洞试验的摩擦摆支座隔震系统，具体为：钢质轨道和侧向挡板通过螺栓固定于钢板底座上，U型滑块在钢质轨道上滑动，连接板通过螺栓固定于U型滑块上，弹簧两端分别通过吊环螺栓与侧向挡板、连接板相连接。

进一步的，U型滑块内置石墨套筒，石墨套筒内壁设置若干石墨筛孔；U型滑块凹槽内部粘贴薄膜材料。

进一步的，薄膜材料为Teflon。

进一步的，钢质轨道上涂有润滑剂。

进一步的，弹簧的刚度等效于摩擦摆支座恢复力刚度，调节弹簧刚度就相应地改变了摩擦摆支座的滑盘半径。

进一步的，连接板采用了轻质高强材料，连接板进行镂空设计使得隔震层质量符合试验模型缩尺，连接板上预留螺孔用来连接风洞试验中的建筑缩尺模型。

进一步的，连接板采用镁铝合金。

进一步的，U型滑块在钢质轨道上滑动，模拟摩擦摆隔震建筑在一维运动方向上独立的顺风向或横风向振动。

本发明的有益技术效果为：

本发明在保持力学性能一致的条件下利用弹簧和滑轨组成的系统替换了摩擦摆隔震支座缩尺模型，支座的滑盘半径和摩擦系数可以灵活调节，使得隔震系统可以适应宽范围的参数分析。本发明为摩擦摆隔震建筑风洞试验提供了技术支持，也将进一步推动隔震建筑非线性风振响应在试验验证方面的研究。

附图说明

图1为本发明摩擦摆支座隔震系统结构示意图。

图2为本发明摩擦摆支座隔震系统平面图。

图3为本发明摩擦摆支座隔震系统侧视图。