FPS建筑摩擦摆支座(Friction Pendulum System,简称FPS)是一种用于建筑物抗震设计的摆式隔震系统。它基于摩擦力和摆动原理,旨在通过球面摆动延长结构振动周期和滑动界面摩擦消耗地震能量,从而实现隔震功能。
隔震层设计模式与技术经济效益:隔震层设置于地下室以下的 “建筑师模式” 因操作便捷性受行业青睐:建筑师可简化设计流程,结构工程师工作负荷降低,适用于主体设计与隔震设计分工的项目场景,能减少隔震构造协同工作量,实现各环节高效推进。
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耐久性:设计寿命长,可达60-80年,与建筑物寿命相当。
活动支座的摩阻系数经注入专用硅脂润滑后,常温型活动支座的设计摩阻系数最小取值可为0.03;耐寒型活动支座的设计摩阻系数最小取值可为0.06。该系数对计算支座水平力及位移至关重要。
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阻尼器连接:与传统阻尼器配合使用时,通常通过钢制支撑与主体结构相连。常见的支撑结构形式包括斜杆型、人字型、门架型及交叉型等,旨在通过设置阻尼设备来减少地震时结构的振动响应。
建筑摩擦摆隔震支座具有以下一些特点:具有隔震能力,类似于橡胶隔震支座,具有较高的竖向承载能力、较大的水平位移变形能力、自动复位能力及阻尼耗能能力;动力特性稳定,其自振周期仅与滑动表面曲率半径有关,而与载重无关,并且滑动面由特殊材料制成,具备较低摩擦系数和高阻尼效果;自动复位能力强,能够依靠其上所承载的重力重新回到平衡位置;质量中心和刚度中心重合,可消除结构因质心和刚心偏心而导致的扭转影响;构造简单,性能稳定,耐久性好,质量可靠。在无维护保养条件下使用年限与建筑物使用年限相同,且力学性能受周围环境温度影响小。
摩擦摆式减震支座
耐久性:设计寿命长,可达60-80年,与建筑物寿命相当。
根据工程技术调查统计数据,目前在用桥梁中有相当比例的支座存在不同程度的病害问题。调查显示,约有20%的桥梁支座病害状况较为严重,急需进行更换或调整处理,否则将直接影响桥梁整体结构的安全性和耐久性。
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竖向荷载:摩擦摆支座由其竖向荷载产生的水平刚度会影响隔震系统的周期,但装置隔震周期与支座的竖向荷载无关。
从以上原理及作用可以看出,摩擦摆支座在现代建筑结构中有着非常重要的作用和地位。它可以减轻自然灾害对建筑的危害和破坏,保护人员生命财产安全,使得建筑结构更加坚固、安全、可靠。

在建筑工程设计中,结构经济性优化是一个关键环节,对于采用隔震技术的建筑而言,这一优化过程更为复杂且重要。以砌体结构为例,通过对多个实际工程案例的分析发现,当按规范增加 1 - 2 层时,隔震建筑的造价与抗震建筑基本持平 。这是因为虽然隔震技术在前期需要投入一定的成本用于设置隔震支座和相关构造,但随着建筑层数的增加,上部结构所承受的地震作用通过隔震层的有效隔离而大幅减小,从而在结构设计上可以适当降低构件的尺寸和配筋要求,在一定程度上弥补了隔震技术带来的额外成本,使得整体造价保持相对稳定 。
当地震或其他外部力施加在建筑物上时,摩擦板会受到水平力的作用,产生一定的摩擦力。这种摩擦力可以通过重锤的运动来消耗,从而吸收地震能量,减小建筑物的振动幅度和响应。因此,FPS建筑摩擦摆支座能够有效地提高建筑物的抗震性能,保证结构的安全性和稳定性。
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