摩擦摆隔震结构地震反应分析与试验研究进展

摩擦摆隔震结构地震反应分析与试验研究进展

1隔震槽结构的能机制由于地震激励频率范围的低敏感性和高稳定性，地震自由位置的自由位置、位移能力、良好的振动分离和消能机制等综合能力，摩擦轴逐渐成为一个开发潜力模型。本文回顾了各类摩擦摆隔震结构的地震反应分析和试验研究进展,介绍了摩擦摆隔震技术的应用概况和典型工程,分析了摩擦摆隔震技术研究与应用中存在的问题,提出了今后迫切需要解决的若干问题,希望为摩擦摆隔震技术的进一步发展起到推动和促进作用。2摩擦底板和厚地震结构的研究2.1摩擦轴的形状和结构的研究2.1.1fps结构体系的隔震性能Luciana、Nikolay、Mokha等人对摩擦摆隔震结构与非隔震结构的地震响应进行了对比研究,结果显示摩擦摆隔震系统能有效地改善结构性能,最大加速度和传递的剪力相对于非隔震时明显减小。Hyakuda等人对一个摩擦摆隔震建筑进行仿真分析,并与实际地震下的观察记录对比,结果极其吻合,验证了其隔震效果。李大望、石志晓、胡灿阳、姜婷、郑登清等人基于摩擦摆(FPS)隔震剪切型结构的非线性振动微分方程,对FPS隔震体系的振动性态和地震反应进行了研究,得到了FPS隔震结构的地震反应谱规律。薛素铎、孟丹凤、饶建兵、邹宏德、藤田聡和蔡崇兴等分别将摩擦摆支座用于单层球面网壳、飞机维修库、巨型框架、木结构等各结构类型进行了减震分析。田力等针对地下隧道内意外爆炸所引起的地下爆炸波的冲击作用,考虑了土与桥墩基础以及桥台之间的动力相互作用,对带有摩擦摆支座的隔震连续梁桥进行了动力响应分析。王彦博、高志宏等人就FPB用于桥梁隔震进行了分析和探讨。Clarke介绍了萨哈林岛项目中采用FPB系统进行隔震设计的近海平台,并通过建模分析验证了其隔震效果。Saadeghvaziri等在台湾的国家地震工程研究中心(NCREE)进行了FPS支座隔震变压器一系列的测试之后,对应用FPS的变电站变压器进行了有限元分析,以评估其对结构抗震性能的影响;Ashrafi采用ADINA做了类似分析,研究表明,FPS在任意频率下都能非常有效地减轻套管和变压器的地震反应,降低了基底剪力,当FPS的曲率半径选取合适时,可以在造价与隔震效果之间达到一个可观的平衡。Zayas等利用有限元软件分析了FPS隔震储槽的动态反应。李大望等基于系统耦合振动微分方程,通过数值计算分析了摩擦摆隔震设备的响应规律和隔震效果。Luciana、Gordon、Torunbaki、Er9z、Saha、林沛尧、潘家义、林哲毅等对摩擦摆系统(FPS)、铅芯橡胶支座(LRB)等隔震系统于结构(或桥梁)的隔震效果进行对比分析,研究结果显示,FPS隔震系统能有效地降低结构的地震反应,相对于LRB基底剪力和隔震器位移均较小。对于遭受Koceli7.4级地震的土耳其新国际机场采用摩擦摆隔震器抗震加固,与弹性支座相比,没有任何的P-Δ效应产生的弯矩传递给桁架支撑,极大地节约了建设成本。此外,Dicleli[37~40]、Monique、Ingham、Mutobe和Er9z对桥梁采用摩擦摆支座进行抗震加固的结构和经济效益等进行了研究,研究发现FPB能有效地减轻地震作用,且加固成本低于传统加固。Dicleli、Leblouba、Husfeld对摩擦摆、橡胶隔震支座和摩擦摆混合隔震系统进行了对比分析。分析结果表明:混合隔震系统不仅能控制隔震支座位移幅值,而且给结构提供足够长的基本周期从而使受到的地震力很小且分布均匀,可达到更为经济的设计。Cardone等提出了一种用以评价隔震建筑线性静力分析(LSA)的精确侧向力分布,采用该侧向力分布对摩擦摆支座、铅芯橡胶支座等5个隔震结构模型进行了线性时程分析,结果表明,采用该分布可大大改进LSA的精确性。附加阻尼装置是目前为强地震动下减小隔震器位移的方式之一,但却可能会增加上部结构变形和绝对加速度等反应,从而可能影响基础隔震的效果。Providakis、Madden、Wongprasert等人对采用摩擦摆隔震支座附加自适应液体阻尼器的智能基础隔震系统的隔震效果进行了评估,结果表明,加设的可变液体粘滞阻尼器提供附加阻尼,使基础和上部结构的反应实时地自我调制,在限制上部结构反应的同时,使隔震系统位移得到有效控制。另外,Providakis还指出为了避免远域地震波激励下的部分反应的增加,附加阻尼宜控制在20%以内。任万钧、王欲盛、陈晖钦分别对摩擦摆支座加设增效式阻尼装置、加劲阻尼装置以及加劲阻尼器与线性液体阻尼器组合的混合减震系统对提升桥梁减震能力的效果进行了研究。S.B.Kim、H.S.Kim和Roschke利用遗传算法对摩擦摆隔震器和磁流变阻尼器组成的智能基础隔震系统的模糊控制设计进行了理论和数值模拟,结果表明,混合基础隔震系统隔震效果优异,且验证了神经模糊模型的合理性。叶德钦分别探讨了用调和质量阻尼器(被动控制)及质量制动器(主动控制)抑制上部结构位移来增进FPS的实用性。Jangid在研究桥梁地震激励非平稳随机过程中研究了系统参数(如FPS隔震周期、频率和地震的强度等)对FPS最佳摩擦系数的影响。Er9z重点研究了FPS隔震桥梁的地震响应,并做了设计参数研究。MutluOzer对隔震结构动态响应进行了分析,研究了隔震柔性结构的基本周期和它的质量分率之间的函数关系,得出了质量分率方程。Garevski研究了不同摩擦系数的FPS隔震结构的地震反应,研究发现摩擦系数一个小的变化会对地震激励下结构反应产生显着性的影响。庄鹏等人通过数值模拟研究了摩擦摆系统对一个剪切型结构的隔震效果,并考察变摩擦系数计算模型中各项参数对隔震结构地震响应的影响。分析表明,采用滑动摩擦系数为常数的库伦模型研究FPS的控震规律一般仍具有较高的计算精度。巫炜、郭宏鑫、饶建兵、邹宏德、王兴国、解咏平、刘卫然、赵伟等人分析了滑道半径、摩擦系数等对隔震效果的影响,分析表明,摩擦系数较小、曲率半径较大的摩擦单摆支座提升楼房抗震能力较佳。Heato和张婉妮指出近震源地震作用下,沿断层破裂方向有一个长周期及很强的速度与位移脉冲,滑动隔震结构的基础最大位移与上部结构最大加速度有放大的现象,这将危及工程结构的安全,隔震结构的设计应格外注意。林建宏利用状态空间法与二元系统的分析技巧,对摩擦摆隔震结构于近、远域地震作用下进行了研究,二者的基础加速度反应比较接近,但位移及速度反应,近断层较远域地震分别高达10倍和3倍以上。因此,研究摩擦摆隔震结构于近断层的地震反应至关重要。此外,Jangid研究了近断层地震作用下的FPS隔震性能及FPS的优化问题,得出FPS的最佳摩擦系数介于0.05至0.15之间。Mosqueda等对多重激励下采用摩擦摆支座的隔震缩尺钢桥模型进行了试验和数值模拟研究,研究表明:两个正交分量之间的耦合对于FP支座性能影响较大,竖向地震动分量对FP隔震桥梁的反应有很小的影响。该研究虽是针对桥梁,但结论同样适用于建筑结构。李大望等建立了FPS隔震多层剪切型结构水平和竖向耦合振动微分方程,通过时程响应计算阐述了水平地震作用下FPS的隔震效果和结构的水平和竖向振动响应规律。王建强等对单向和双向地震作用下的摩擦摆基础隔震系统进行了对比研究。虽然上部结构的层间位移下降,但隔震支座的最大位移在双向地震作用下远大于单向输入。因此,双向地震动影响基础隔震结构的地震反应和隔震支座的性能,在抗震设计时应予以考虑[82~84]。此外,Shrimali研究了FPS隔震高架圆柱液体储存罐在双向激励下的地震反应。巫炜对某多层框架结构和某连续梁桥分析了竖向地震激励对摩擦摆隔震结构在远场地震和近断层地震激励下结构和支座地震反应的影响。王兴国等对单层FPS隔震结构的平移-扭转耦合性能进行了研究,对比分析了结构不同偏心对地震反应的影响。由于结构倾覆可能会引起FPS隔震结构产生意外扭转,Almazán和JuanC.delaLlera对此进行了地震响应分析,研究发现,尽管基础的扭转幅值很小,可以忽略,但层间位移的变化幅值却可能达到50%,建议在设计时予以考虑;且通过对一个采用FPS隔震的质量不对称的3层结构模型的试验研究,发现FPS能够通过调整上部结构的质量中心与隔震系统的摆动和摩擦力的中心相对应,非常有效地控制非对称结构的横向扭转。许宏旭对一个使用球面摩擦隔震器隔震和非隔震的两跨3层钢构架进行了振动台试验和数值模拟,并做了对比分析,验证了不对称结构在安装球面摩擦隔震器后隔震层无扭转效应。Sevket使用Fortran语言编程模拟FPS的行为并将其纳入SVEM软件,分析了FPS隔震与非隔震桥梁受多维地震动时的随机反应。Jangid将FPS的非线性力-变形行为等效线性化后模拟了隔震桥梁地震激励非平稳随机过程。李大望等以FPS的微幅振动方程为基础,分别运用等效非线性系统法和等效线性化方法预测了FPS系统对高斯白噪声激励的稳态随机响应。冈村茂树和藤田聡采用蒙特卡洛方法研究了摩擦摆隔震结构在地震下的随机反应[93~96]。鉴于FPS隔震结构动力反应控制方程中的非线性三角函数项使得隔震结构分析极其复杂,MutluOzer提出了一个线性二阶常微分方程作为FPS隔震结构的运动控制方程,并进行了Matlab的数字参数研究与试验验证。CaliòIvo通过使用适当的拉格朗日参数简化非线性运动方程,研究了多层建筑摩擦摆系统基础隔震的地震行为。结果表明,对滑动系统与相应固定基础的结构体系的动态响应可以在频域以反应谱的形式进行比较。针对FPS隔震多层剪切型结构在水平地震作用下振动二阶微分方程组的强非线性,李大望等推导和建立了FPS隔震系统的多层剪切型结构在水平地震作用下的状态方程及状态转换条件,在此基础上,采用龙格-库塔数值法计算分析了该结构的性态和地震响应规律。此外,李大望等在强非线性自治振动方程的基础上对其进行了相平面分析,阐述了FPS系统自治振动的性态,推出了FPS自治系统相轨迹的解析解。孙敏等利用S-函数建立了求解摩擦摆强非线性状态方程的滑动模块;搭建出摩擦摆隔震结构地震响应的Simulink仿真模型。Tsopelas等为FPB隔震结构编制了非线性动力分析程序,巫炜亦编制了非线性动力分析程序。Wongprasert提出一个多层基础隔震结构地震反应的优化控制算法。蔡崇兴提出一个简化计算摩擦摆隔震结构地震反应的方法,得到了用于隔震结构地震反应的分段精确解,并通过试验验证了该方法具有非常高的精度。廖伟信提出一种架构于状态空间法下的新方法,对于系统在停滞与滑动状态皆可采用相同的运动方程式,且经证实比现存方法更具效率及精确性和一般性,因此,足以分析有多个异步运动的滑动隔震支座。摩擦摆隔震支座和橡胶支座一样,早已经加入到结构设计规范中[106~109],让FPS隔震结构的设计有章可循。Naeim等对隔震结构的设计也进行了较详细的论述,包括静力分析以及反应谱和时程动力分析。DonatelloCardone对隔震桥梁基于位移的设计方法进行了研究。林哲毅介绍了利用FPS对桥梁进行抗震加固的设计流程。1987年,Zayas报告了在加州大学伯克利分校地震工程研究中心进行的一个FPS隔震两层钢框架模型遭受中震和大震的振动台试验,并将试验结果与模拟预测结果进行了比较。Constantinou等介绍了安装FPS隔震器的两个钢框架模型振动台试验,在所有工况下,多层建筑模型的层剪力和层间位移减小了4~6倍,保证上部结构系统在强震下保持弹性。Mokha等人则做了FPS在大高宽比建筑中应用的可行性分析,对一个安装FPS的6层1/4缩尺重52千磅的模型结构进行了振动台试验研究。Bujar对FPS隔震房屋进行了三维振动台测试并采用一个三维的非线性模型进行试验模拟。Kravchuk对一个采用由4个摩擦摆组合,各摩擦摆之间由弹簧联系的改进系统进行了试验研究,验证了该装置优异的隔震效果。冈村茂树和藤田聡等对一个装设4个FPS的3层钢框架结构进行了振动台试验,考虑了各系统摩擦系数的差异,上部结构的质量分布对结构动态反应的影响[117~123]。杨林和周锡元等人完成了我国大陆第一个运用FPS隔震的5层框架的振动台试验;随后又设计制作了一种摩擦摆隔震支座,完成一个6层单跨FPS隔震钢框架的振动台试验。此外,M.Garevski、许宏旭、柯书哲、王彦博、姜婷、许炜萍等人对FPS结构进行了振动台试验研究。研究表明,FPS能够有效延长上部结构的自振周期,限制隔震层位移,同时具有自动回位功能,有效减少了地震对上部结构的影响,隔震效果明显且随着地震波加速度幅值的增大而增强。Tsopelas等人首次就FPB用于桥梁隔震的情况进行了试验研究,该试验采用4个动态摩擦系数在0.07至0.12的摩擦摆支座(FPS)进行隔震。试验结果显示FPS隔震桥梁在各级地震激励下维持弹性的能力大大改善。Zayas对一摩擦摆隔震桥梁进行了振动台试验,结果显示在长周期强震激励下,限制支座位移可将其控制在容许范围,但换来的代价是上部结构将产生更大的加速度和底部剪力。尽管如此,这些力和位移都比非隔震桥梁要小得多。S.T.Oh等对一个FPS隔震和非隔震桥梁结构模型进行了试验和模拟。试验和模拟结果非常的吻合,隔震桥梁在各工况下都显著增加了其抵抗地震荷载的能力。加速度峰值仅为0.1g,桥墩的剪力不及非隔震桥梁的一半;竖向地震动分量对隔震桥梁有较小的影响;支座在大量的测试后仍表现出稳定的摩擦性能。GilbertoMosqueda等对多重激励下采用摩擦摆支座的隔震缩尺钢桥模型进行了试验研究。Saadeghvaziri等对大型变压器套管系统安装摩擦摆隔震系统进行了试验研究[133~134]。结果显示:FPS系统相对于由滑动和橡胶隔震支座组成的混合动力系统更能有效地减小惯性力,FPS可消减平均60%的加速度且其位移在控制范围内;FPS支座存在两水平方向的耦合反应,同时垂直分量也对其有影响。卓桂荣、钟国怀、邓敏政、叶雅婷和马良喆等对FPS隔震储存槽进行了理论与试验研究。研究结果显示,摩擦摆支座可有效降低储存槽的动力反应,且不同系统参数的隔震表现也可被精确地预测。基于加装摩擦摆支座的隔震储存槽,其动力特性不随其重量多寡而改变的优点,使得摩擦单摆支座应用于重量变化特性的储存槽比铅芯橡胶支座更具优势。2.1.2在桥梁和施工中的作用Pranesh和Sinha对非隔震和采用变频率(VFPI)隔震系统与FPS和纯摩擦滑移隔震(PF)系统的隔震效果进行了对比研究,证明所提出的VFPI相对于其它隔震系统有着更为优异的性能,它能非常有效地控制结构反应,适用范围广且与激励频率和幅值相对独立。此外还对VFPI结构在扭矩耦合响应控制的有效性和遭受近断层脉冲式地面运动下的性态进行了研究,得出同样结论:VFPI相对于FPS和PF等其它摩擦基础隔震系统更为有效,尤其是高强度的激励下,显著减少了结构的反应。Panchal和Jangid对采用变曲率(VCFPS)和FPS的隔震桥梁的反应做了比较,并进行了参数化研究,分析了摩擦系数和滑动面中心的基本周期对VCFPS隔震桥梁地震反应的影响。研究表明:在近断层地震动作用下,VCFPS能相当有效地控制桥梁地震反应在合理幅度。他们分别分析了一个柔性的单层和多层VFPI隔震建筑在近断层和远场下地震动的抗震性能并进行了上部结构周期、VFPI频率变化因子和摩擦系数等参数研究。此外,还对VCFPS液体隔震钢储存罐在近断层地震动下的反应进行了研究,并探讨了储存罐的宽高比、隔震起始周期等重要参数的影响。吴政彦比较了CFPI及VFPI变曲率隔震支座的动力行为和减震效果,通过振动台试验进行了验证。此外,亦评估了采用粘滞阻尼与变曲率支座混合使用的隔震效果。卢炼元等对近断层强震下FPS和变曲率隔震支座的隔震效果进行了数值模拟研究,并进行了试验验证[149~151]。林建宏对比研究了CFPI、VFPI和FPS在远场和近场地震下的反应,研究表明:在远场地震下各类滑动支座皆有不错的表现,但近断层下则CFPI和VFPI的隔震效果相对更为明显。藤田聡等对研发的变曲率摩擦摆隔震支座长期使用引起的摩擦力改变从而导致的各个支座启动不同步的情况进行了探讨,并主要针对设备隔震做了响应分析与振动台试验研究[152~157]。许文彦也对VFPI支座启动异步对隔震效果的影响进行了研究。江子政为了验证变摩擦摆隔震器的隔震效果,对一个3层钢构架加装FPS和变摩擦单摆隔震器在近断层地震作用下的行为差异进行了数值模拟。研究发现,变摩擦单摆隔震器的最大位移反应较摩擦单摆隔震器明显减小,可降至60%。2.1.3mfps模型的应用Y.S.Kim等研究了在不同的地震激励下,双凹摩擦摆系统的不同摩擦系数和恢复力模型对桥梁地震反应的影响。蔡崇兴等人对MFPS隔震缩尺和足尺钢结构进行了振动台试验,分别输入了远近断层地震波,并考察了单向、双向和三向地震激励下的隔震效果。结果显示,MFPS在长短周期的多维激励下均能有效的隔离地震,和固定基础结构相比,各楼层的加速度反应显着减小,可减轻上部结构地震反应80%~88%,而且在强震下结构构件的应力反应限制在一定范围,MFPS的残余位移可以忽略不计;并与数值计算比较验证了提出的MFPS模型的精确性。Constantinou也介绍了双凹摩擦摆支座于6层钢框架模型的试验,并介绍了隔震系统的安装。2.1.4线性隔震反应参数分析Morgan等对加设多级摩擦摆隔震器上的1/4缩尺隔震钢支撑框架进行了振动台试验,将新的三摆支座的性能与带有非线性粘滞和双线性迟滞耗能机制的线性隔震系统进行了比较,并对反应参数做了分析用以建立多级性能设计框架。研究表明:三重摩擦摆隔震支座适用于高柔结构以改善地震反应;它能够逐步在不同的反应阶段展现不同的滞回性能,并可在不同的地面运动强度和结构动力特性下实现明确的性能目标,并给出了基于多级地震灾害水平下性能目标的设计建议。2.2摩擦流场的沟面2.2.1tfps的应用为研究沟槽式摩擦单摆(TFPS)的隔震效果,蔡崇兴等进行了3层缩尺钢构架加装TFPS的振动台试验,试验结果显示,TFPS在不同地震力作用下皆能有效减小结构物在地震作用下的反应,且使隔震残余位移量降至最小。而为了有效地掌握隔震结构在地震作用下的非线性反应,提出了TFPS的有限元模型,经理论模拟与试验结果比较表明,所提出的有限元模型能非常有效地模拟隔震结构的地震动态反应,具有较高精度。此外,利用蔡崇兴教授研发的非线性动力分析软件NSAT进行了RC桥梁加设TFPS的地震反应分析,结果显示即使是两向自然频率不同的结构物,使用TFPS也能提供稳定的隔震效果,可相当有效地减轻地震对结构物的损害。蔡崇兴等对加设TFPS的隔震高科技设备进行了一系列振动台试验,结果表明,该系统可在强震下为高科技设备提供良好的保护[168~170]。2.2.2模拟振动台试验蔡崇兴等于逢甲大学进行3层缩尺钢构架加装沟槽式复摆隔震器(MTFPS)的地震模拟振动台试验。结果说明:沟槽式复摆隔震器能隔离大多数的地震能量,且借由MTFPS的曲率轨道及上部结构荷重能使隔震结构回复至地震前,使残余位移量降至最小,提供良好的保护,避免地震损害结构。2.2.3结构体系界面S.Huang等对一个2层基本设施采用抗拉伸FP隔震器进行了设计并建立了该建筑的三维计算模型,并利用非线性单元模拟该隔震器,进行了不同地震等级以及不同模型参数下的时程分析。除了验证其抗拉有效性,分析表明:使用该隔震器可减少上部结构需要的支撑数量,在满足抗震性能目标前提下具有一定经济性。Roussis和Constantinou通过一个1/4缩尺比例的5层钢框架模型水平和竖向地震动模拟试验证明了它的有效性[174~178]。研究显示:尽管支座产生位移,XY-FP仍可提供有效的抗隆起能力,以及沿着支座主要的水平方向提供明显的刚度和耗能。甚至在近断层强地震动和倾向于隆起的结构系统等最极端的情况下,该隔震器都十分有效,有着广泛应用的潜力。Marin对一个隔震的桁架桥模型进行了一系列的数值模拟和试验研究,结果显示XY-FP在发挥隔震功能的同时,能抵抗大的拉伸荷载。MontazarRabiei研究了竖向地震对XY-FP隔震结构的影响;改变上部结构周期、隔震周期和滑动摩擦系数等重要参数,研究了基底剪力和支座位移的变化。2.3好的模型及新能源模型的建立蔡崇兴和杨振宗等对3层缩尺钢构架加装方向优化的摩擦单摆隔震器(DO-FPS)进行了振动台试验。试验中将DO-FPS的沟槽盘面进行了多角度的旋转,结果显示DO-FPS在不同频率特性地震作用下皆能有效降低上部结构的加速度反应,且拥有良好的回复机制及消能机制,此外,经由非线性动力分析软件NSAT的仿真结果与试验结果相互比较验证了所提出的有限元模型[181~183]。林中城进行贵重仪器柜加装DO-FPS的振动台试验,隔震效果同样显着。林家绿进行了3层缩尺钢构架加装方向优化的摩擦复摆隔震器(MDO-FPS)的振动台试验,证明MDO-FPS可有效地降低上部结构在地震作用下的加速度反应,且拥有良好的回复机制及消能机制。3摆支施工的国内及国外摩擦摆隔震支座出色的综合性能使其在工程结构中受到广泛的关注,而随着其隔震设计纳入AASHTO所编制的“隔震设计指南”和2006年美国土木工程学会颁布的“建筑和其它结构的最小设计荷载”规范,摩擦摆支座开始在美国、日本和欧洲等地方得到了大量的应用,正在建设中的中国十大新建筑奇迹之一北京当代万国城也采用了该支座,为我国的首次应用。资料显示,在美国和日本,采用摩擦摆隔震的建筑物已达数百座,颇具发展前景。不少采用摩擦摆隔震的建筑已经经受了地震的考验,如华盛顿州应急指挥中心和西雅图海鹰美式足球场遭遇尼斯夸利地震后并没有发生结构破坏,证明了其良好的隔震性能。表1简要列出摩擦摆隔震技术的典型工程应用,图1~图6为部分工程及其隔震器示意图。4试验研究的总结与展望20多年来,摩擦摆隔震技术的研究与应用已经取得了较大的进展,并已在许多重要的新建或加固工程中得到应用,有效地改善了结构的动态响应,提高了整体性能,并取得了一定的经济效益和社会效益。为了进一步促进摩擦摆隔震技术的应用与发展,仍有以下问题需要进一步研究和解决:(1)对现有的各类摩擦摆隔震支座进行优化升级,完善其功能,同时开展可靠性、耐久性和经济性研究,因为此三者决定着隔震支座的应用和推广。在降低摩擦摆隔震支座造价的同时,需对摩擦摆隔震结构的经济性能进行准确的评估,综合考虑隔震结构的功能、安全、经济因素之间的平衡。(2)研制开发具有自主知识产权的实用新型摩擦摆隔震支座,包括新型材料的选用,几何构造上的创新等。目标是使摩擦摆隔震支座具有更高承载力;更大位移能力;更好的耐高低温性能、耐久抗老化性能、防火性能、抗倾覆性和扭转条件下的稳定性;更可靠的恢复机制和消能机制等优异性能。甚至可以与竖向振动控制相结合,开发新型的三维隔震器。(3)数值模拟是一种经济且较为有效的验证手段,但试验研究仍是检验摩擦摆性能和减震效果最具说服力的武器,应继续开展以下研究工作:(1)对各类摩擦摆隔震支座进行全面系统的性能测试,分别建立精细化模型精确模拟其工作行为,以便于开展数值模拟和隔震设计;(2)开展装有摩擦摆隔震器结构模型的缩尺和足尺试验,检验各类摩擦摆隔震器的工作性能和减震效果。(4)加强摩擦摆隔震结构体系的实用化分析与设计方法研究,建立摩擦摆隔震结构设计反应谱,编制相应的分析与设计软件;积极开展基于性能和基于能量的摩擦摆隔震结构分析与设计方法研究,新开发的与抗震设防目标相对应的多级摩擦摆隔震支座必将起到加速推进的效果;对摩擦摆隔震器参数进行优化的同时,进行上部结构与摩擦摆隔震器组成的隔震结构体系进行一体化优化设计,避免出现“顾此失彼”的劣“优化”设