Dybtgående-analyse af arbejdsprincippet og den strukturelle sammensætning af friktionspendellejer (FPB)

Selvom friktionspendullejer (FPB) virker enkle i strukturen, er hver komponent og designdetalje præcist konstrueret i overensstemmelse med mekaniske principper. Ved at forstå deres struktur og arbejdsmekanisme kan man fuldt ud forstå, hvorfor de betragtes som en af ​​de optimale løsninger til seismisk isolation.

Et standard friktionspendulleje består af fire nøglekomponenter, som arbejder sammen for at opnå seismisk isolation, energispredning og automatisk opdatering.

• Øvre lejeplade

Den øverste lejeplade, der er stift forbundet med overbygningen, såsom bjælker, gulvplader og bropiller, har en præcis-bearbejdet konkav sfærisk overflade som sin base. Det fungerer som hovedsporet for oscillerende bevægelser og udfører lodret belastningsoverførsel og vandret føring.

• Glideblok (sfærisk hætteforing)

Placeret mellem den øvre og den nedre lejeplade er glideblokken den kernebevægelige komponent. Dens overflade er indlagt med lav-friktion og slidbestandige-materialer såsom polytetrafluorethylen (PTFE), der danner et friktionspar med den sfæriske overflade af rustfrit stål. Dette sikrer jævn glidning, mens energi spredes gennem friktion.

• Nedre lejeplade

Fastgjort til fundamentet eller molen har den nederste lejeplade en flad eller matchende konkav sfærisk topflade. Det giver en stabil base, begrænser svingområdet og opretholder den overordnede stabilitet af lejet.

• Tætnings- og begrænsende samling

Denne enhed inkluderer støvtætte-forseglinger, grænsestifter, styrenøgler og andre dele. Det forhindrer støv og fugt i at trænge ind i glidegrænsefladen for at undgå slid. Begræns stifterne kontrollerer forskydningen under normale driftsforhold og låses automatisk op under jordskælv for at tillade tilstrækkelig svingplads.

Friktionspendullejer fungerer udelukkende på fysiske love uden ekstern strøm. De aktiveres automatisk under jordskælv og nyere spontant efter hændelsen, hvilket sikrer høj effektivitet og pålidelighed gennem hele processen.

(1) Initiering og afkobling: Afbrydelse af seismisk energitransmission

Når den vandrette seismiske kraft overstiger den statiske friktionstærskel mellem glideblokken og den sfæriske overflade, brydes lejets stive forbindelse. Relativ glidning sker mellem overbygningen og fundamentet, hvilket fuldstændig afskærer vejen for seismisk energioverførsel til overbygningen og forhindrer direkte seismisk påvirkning.

(2) Oscillation og energidissipation: Konvertering og forbrug af seismisk energi

Glideblokken udfører en pendul-lignende bevægelse langs den konkave sfæriske overflade, løfter en smule overbygningen og omdanner seismisk kinetisk energi til gravitationel potentiel energi. I mellemtiden genererer kontinuerlig friktion ved glidegrænsefladen modstand, der omdanner resterende seismisk energi til varme og reducerer den strukturelle vibrationsamplitude.

(3) Gravity Recentrering: Automatisk nulstilling efter jordskælv

Når jordskælvet ophører, trækker tyngdekraften, der virker på overbygningen, glideblokken tilbage til den centrale position langs den sfæriske overflade, hvorved der opnås en automatisk nulstilling uden effekt med næsten nul resterende forskydning. Dette sikrer, at strukturen vender tilbage til sin oprindelige position uden at påvirke den efterfølgende brug.

• Sfærisk krumningsradius

Krumningsradius bestemmer isolationsperioden. En større radius resulterer i en længere isolationsperiode, hvilket hjælper med at undgå den dominerende seismiske periode på stedet og forhindrer resonans.

• Friktionskoefficient

Den styrer aktiveringskraften og energiafledningseffektiviteten med et typisk område på 0,03-0,12. Dette afbalancerer strukturel stabilitet under mindre jordskælv og vindbelastninger, samt energiudledningskapacitet under større jordskælv.

• Ultimativ forskydning

Designet til at rumme den maksimale svingamplitude under sjældne jordskælv, sikrer det, at lejet ikke trækker sig ud eller svigter under ekstreme forhold.