摩擦滑移隔震是開發(fā)應(yīng)用較早的隔振技術(shù)之一，所用的摩擦材料多為沙石、石墨等廉價(jià)材料，標(biāo)記經(jīng)濟(jì)且簡(jiǎn)單易行。摩擦滑移隔震系統(tǒng)通常有隔離地震作用的摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)和限位復(fù)位的阻尼向心機(jī)構(gòu)組成，多為平面滑移隔震系統(tǒng)。該系統(tǒng)不能自動(dòng)復(fù)位，一般需要另外加設(shè)復(fù)位裝置，且滑動(dòng)性能離散性大、不易控制，滑移量過大可能導(dǎo)致穿越隔震層的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞，甚至可能發(fā)生滑移失穩(wěn)，這極大地阻礙了滑移隔震的發(fā)展。為了解決平面滑移系統(tǒng)不能自動(dòng)復(fù)位問題，Zayas等于1985年在美國加州大學(xué)伯克利分校研發(fā)了摩擦擺隔震裝置，稱之為摩擦擺系統(tǒng)/支座(Friction Pendilum System/Bearing,簡(jiǎn)稱FPS/FPB)。該裝置不僅具有平面滑移隔震裝置的對(duì)地震激勵(lì)頻率范圍的低敏感性和高穩(wěn)定性，特有的圓弧滑動(dòng)面還使其具有復(fù)位功能，無需附設(shè)阻尼向心機(jī)構(gòu)，故而在實(shí)際應(yīng)用中更為簡(jiǎn)便，且增加了隔震裝置的可靠度。
摩擦擺隔震支座是將傳統(tǒng)的平面滑移隔震裝置的摩擦滑移面由平面改為球面，從而可依靠自身重力自動(dòng)回復(fù)。該支座主要由上、下支座板和一個(gè)鉸接滑塊組成。摩擦擺隔震支座嵌在滑動(dòng)容腔中的鉸接滑塊與滑動(dòng)面具有相同的曲率半徑，可與滑動(dòng)面完全貼合，并使上支座在支座滑動(dòng)時(shí)始終保持水平。滑動(dòng)面上涂有低摩擦材料，如聚四氟乙烯（特氟龍）等，可在滑動(dòng)過程中耗散能量。當(dāng)滑動(dòng)界面受到的地震作用超過靜摩擦力時(shí)，地面水平運(yùn)動(dòng)會(huì)促使滑動(dòng)在其圓弧面內(nèi)滑動(dòng)，從而迫使上部結(jié)構(gòu)輕微抬高，發(fā)生單擺運(yùn)動(dòng)。然后，支座會(huì)在自身受到的豎向荷載作用下自動(dòng)回復(fù)。
摩擦擺隔震支座的水平力為滑動(dòng)面摩擦力和上部結(jié)構(gòu)沿滑道上升產(chǎn)生的恢復(fù)力的合力，而提供的恢復(fù)力使支座能依靠其承受的重力自動(dòng)往中心位置回復(fù)，使地震響應(yīng)得到控制，并且該支座的剛度中心有自動(dòng)與隔震結(jié)構(gòu)的質(zhì)心重合的趨勢(shì)，因而能在大程度上消除結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。摩擦擺隔震支座的周期、豎向承載力、阻尼比、側(cè)重位移和抗拉力等指標(biāo)可以進(jìn)行單獨(dú)控制，該特性十分便于設(shè)計(jì)人員對(duì)隔震系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
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