工程力学 ›› 2019, Vol. 36 ›› Issue (S1): 86-91.doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.07.S015

• 土木工程学科 • 上一篇    下一篇

FPS支座双向加载拟静力试验与数值模拟研究

焦驰宇1,3, 马银强1, 刘陆宇1, 龙佩恒2, 侯苏伟1   

  1. 1. 北京建筑大学未来城市设计高精尖创新中心, 北京 100044;
    2. 北京建筑大学北京节能减排关键技术协同创新中心, 北京 100044;
    3. 同济大学土木工程防灾国家重点实验室, 上海 200092
  • 收稿日期:2018-07-11 修回日期:2019-01-22 出版日期:2019-06-18 发布日期:2019-06-18
  • 通讯作者: 龙佩恒(1964-),男,北京人,教授,博士,主要从事桥梁抗震研究(E-mail:phjz@163.com). E-mail:phjz@163.com
  • 作者简介:焦驰宇(1980-),男,陕西人,副教授,博士,主要从事桥梁抗震研究(E-mail:jcy@bucea.edu.cn);马银强(1994-),男,山东人,硕士生,主要从事桥梁抗震研究(E-mail:1257923279@qq.com);刘陆宇(1990-),男,北京人,硕士生,主要从事桥梁抗震研究(E-mail:410197804@qq.com);侯苏伟(1984-),男,河南人,博士生,主要从事钢桥结构设计研究(E-mail:housuwei@bucea.edu.cn).
  • 基金资助:
    北京市自然科学基金面上项目(8162012);北京市优秀人才培养资助青年拔尖个人项目(2015000026833ZK05);土木工程防灾国家重点实验室开放基金项目(SLDRCE-14-02);建设部研究开发项目(2015-R2-039);北京市教委科技计划面上项目(2013)(KM201310016007);国家青年自然科学基金项目(51308027)

STUDY ON QUASI-STATIC TEST AND NUMERICAL SIMULATION OF FPS BEARINGS UNDER TWO-WAY LOADING

JIAO Chi-yu1,3, MA Yin-qiang1, LIU Lu-yu1, LONG Pei-heng2, HOU Su-wei1   

  1. 1. BUCEA, Beijing Advanced Innovation Center for Future Urban Design, Beijing 100044, China;
    2. BUCEA, Beijing Collaborative Innovation Center for Technology of Energy Saving and Emission Reduction, Beijing 100044, China;
    3. Tongji University, State Key Laboratory of Disaster Prevention in Civil Engineering, Shanghai 200092, China
  • Received:2018-07-11 Revised:2019-01-22 Online:2019-06-18 Published:2019-06-18

摘要: FPS支座一种具有广阔发展前景的减隔震支座,该支座可通过摩擦耗能,自复位等特性来消耗地震发生时传入结构体系的地震能量,从而在很大程度上降低结构地震动反应。但目前国内外针对曲线桥FPS支座的耦合受力问题,缺乏理论与实验相结合的精细化模拟方法。该文通过FPS支座双向加载拟静力试验,进而得到FPS支座的荷载-位移滞回曲线与摩擦耗能情况。并采用OpenSees软件对FPS支座进行数值模拟,将FPS支座试验与数值模拟结果进行分析对比,验证其准确性,得到了一种FPS支座的精细化模拟方法。

关键词: FPS支座, 曲线桥, 拟静力试验, 数值模拟, 滞回曲线

Abstract: FPS support is a seismic isolation bearing with broad development prospects. The support can absorb the ground motion energy input of a structure during an earthquake by friction energy consumption and self-recentering characteristics, thus greatly reducing the structural seismic response. However, at present, there is a lack of a refined theoretical and experimental simulation method for the coupling force problem of curved bridge FPS bearings at home and abroad. In this paper, a quasi-static test is carried out by two-way loading of FPS bearings. The load-displacement hysteresis curves and frictional energy consumption of the FPS bearings are obtained. The OpenSees software is used to simulate the FPS bearings. The test results are compared with the numerical simulation results to verify the accuracy. A refined simulation method of FPS bearings is obtained.

Key words: FPS support, curved bridge, quasi-static test, numerical simulation, hysteresis curve

中图分类号: 

  • U448.21
[1] 秦权, 罗玲. 用非弹性反应检查立交桥的抗震能力[J]. 土木工程学报, 1996, 29(4):3-10. Qin Quan, Luo Ling. Checking the seismic capacity of overpasses with nonelastic responses[J]. China Civil Engineering Journal, 1996, 29(4):3-10. (in Chinese)
[2] 李国豪, 石栋, Heins C P. 曲梁桥地震分析的有限单元法[J]. 同济大学学报(自然科学版), 1984(1):4-24. Li Guohao, Shi Dong, Heins C P. Finite element method for earthquake analysis of curved girder bridge[J]. Journal of Tongji University (Natural Science), 1984(1):4-24. (in Chinese)
[3] Spacone E, Filippou F C, Taucer F F. Fibre beam-column model for non-linear analysis of R/C frames:Part I. Formulation[J]. Earthquake engineering and structural dynamics, 1996, 25(7):711-726.
[4] Powell G H, Chen P F S. 3D beam-column element with generalized plastic hinges[J]. Journal of Engineering Mechanics, 1986, 112(7):627-641.
[5] 聂利英, 李建中, 胡世德, 等. 曲线梁桥非线性分析及抗震性能评估[J]. 同济大学学报(自然科学版), 2005, 32(10):1360-1364. Nie Liying, Li Jianzhong, Hu Shide, et al. Nonlinear analysis and seismic performance evaluation of curved beam bridges[J]. Journal of Tongji University (Natural Science), 2005, 32(10):1360-1364. (in Chinese)
[6] 孙利民, 张晨南. 桥梁桩土相互作用的集中质量模型及参数确定[J]. 同济大学学报(自然科学版), 2002, 30(4):409-415. Sun Limin, Zhang Chennan. Concentrated mass model and parameter determination of bridge pile-soil interaction[J]. Journal of Tongji University (Natural Science), 2002, 30(4):409-415. (in Chinese)
[7] 肖晓春, 迟世春. 地震荷载下桩土相互作用简化计算方法及参数分析[J]. 连理工大学学报, 2002, 42(6):719-723. Xiao Xiaochun, Chi Shichun. Simplified calculation method and parameter analysis of pile-soil interaction under earthquake load[J]. Journal of Dalian University of Technology, 2002, 42(6):719-723. (in Chinese)
[8] Mwafy A, Elnashai A, Yen W H. Implications of design assumptions on capacity estimates and demand predictions of multispan curved bridges[J]. Journal of Bridge Engineering, 2007, 12(6):710-726.
[9] 顾正伟, 钟铁毅, 张贞阁. 双曲面球型减隔震支座曲线连续梁桥的减隔震[J]. 中国铁道科学, 2011, 32(3):47-51. Gu Zhengwei, Zhong Tieyi, Zhang Zhenge. Seismic isolation of curved continuous beam bridge with hyperbolic ballistic seismic isolator[J]. China Railway Science, 2011, 32(3):47-51. (in Chinese)
[10] 吴陶晶, 李建中, 管仲国. 双向耦合效应对FPS隔震桥梁地震响应的影响[J]. 振动与冲击, 2011, 30(2):119-123. Wu Taojing, Li Jianzhong, Guan Zhongguo. Influence of bidirectional coupling effect on seismic response of isolated bridge with FPS[J]. Journal of Vibration and Shock, 2011, 30(2):119-123. (in Chinese)
[11] 刘陆宇. FPS支座双轴耦合效应及其对曲线桥抗震性能影响研究[D]. 北京:北京建筑大学, 2016. Liu Luyu. Biaxial coupling effect of FPS bearing and its influence on seismic performance of curved bridge[D]. Beijing:University of Civil Engineering and Architecture, 2016. (in Chinese)
[1] 李达, 牟在根. 内嵌VV-SPSW平面钢框架结构抗震性能研究[J]. 工程力学, 2019, 36(S1): 210-216.
[2] 陈恒, 肖映雄, 郭瑞奇. 基于p型自适应有限元法的混凝土骨料模型数值模拟[J]. 工程力学, 2019, 36(S1): 158-164.
[3] 程麦理. 黄土场地桩基横向力学行为数值模拟[J]. 工程力学, 2019, 36(S1): 229-233.
[4] 王钰, 纪巧玲, 刘庆凯. 规则波作用下导桩锚泊的浮防波堤水动力特性的数值模拟[J]. 工程力学, 2019, 36(S1): 268-271,284.
[5] 徐龙河, 孙雨生, 要世乾, 李忠献. 装配式自复位耗能支撑恢复力模型与试验验证[J]. 工程力学, 2019, 36(6): 119-127,146.
[6] 曾磊, 谢炜, 郑山锁, 陈熠光, 任雯婷. T形配钢型钢混凝土柱-钢梁框架抗震性能研究[J]. 工程力学, 2019, 36(5): 157-165.
[7] 种迅, 张蓝方, 万金亮, 王德才, 叶献国, 解琳琳, 邵徽斌. 两层带开洞预制剪力墙抗震性能试验研究与数值模拟分析[J]. 工程力学, 2019, 36(5): 176-183.
[8] 董金芝, 张富文, 李向民. 框架-预应力摇摆墙结构抗震性能试验研究[J]. 工程力学, 2019, 36(4): 167-176.
[9] 陈云, 蒋欢军, 刘涛, 万志威, 鲁正. 分级屈服型金属阻尼器抗震性能研究[J]. 工程力学, 2019, 36(3): 53-62.
[10] 邓明科, 吕浩, 宋恒钊. 外包钢板-高延性混凝土组合连梁抗震性能试验研究[J]. 工程力学, 2019, 36(3): 192-202.
[11] 钟紫蓝, 王书锐, 杜修力, 李立云, 侯本伟. 管道承插式接口轴向力学性能试验研究与数值模拟[J]. 工程力学, 2019, 36(3): 224-230,239.
[12] 高良田, 王键伟, 王庆, 贾宾, 王永魁, 石莉. 破冰船在层冰中运动的数值模拟方法[J]. 工程力学, 2019, 36(1): 227-237.
[13] 李天娥, 孙晓颖, 武岳, 王长国. 平流层飞艇气动阻力的参数分析[J]. 工程力学, 2019, 36(1): 248-256.
[14] 尚庆学, 李泽, 刘瑞康, 王涛. 管线系统抗震支架力学试验研究[J]. 工程力学, 2018, 35(S1): 120-125,133.
[15] 朱柏洁, 张令心, 王涛. 轴力作用下剪切钢板阻尼器力学性能试验研究[J]. 工程力学, 2018, 35(S1): 140-144.
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2018年11月15日