Hoci ložiská trecieho kyvadla (FPB) vyzerajú jednoducho v štruktúre, každý komponent a konštrukčný detail sú presne skonštruované v súlade s mechanickými princípmi. Pochopenie ich štruktúry a pracovného mechanizmu umožňuje plne pochopiť, prečo sú považované za jedno z optimálnych riešení pre seizmickú izoláciu.
Štandardná štruktúra FPB: Štyri základné komponenty s odlišnými funkciami
Štandardné trecie kyvadlové ložisko pozostáva zo štyroch kľúčových komponentov, ktoré spolupracujú na dosiahnutí seizmickej izolácie, rozptylu energie a automatického vycentrovania.
-
Horná nosná doska
Horná nosná doska, ktorá je pevne spojená s nosnou konštrukciou, ako sú nosníky, podlahové dosky a mostné piliere, má ako základ presne{0}}opracovaný konkávny guľový povrch. Slúži ako hlavná dráha pre oscilačný pohyb a vykonáva vertikálny prenos zaťaženia a horizontálne vedenie.
-
Posuvný blok (sférická krytka)
Posuvný blok, ktorý je umiestnený medzi hornou a dolnou nosnou doskou, je pohyblivou súčasťou jadra. Jeho povrch je vykladaný materiálmi s nízkym -trením a opotrebením-, ako je polytetrafluóretylén (PTFE), ktoré tvoria trecí pár s guľovitým povrchom z nehrdzavejúcej ocele. To zaisťuje hladké kĺzanie a zároveň rozptyľuje energiu trením.
-
Spodná nosná doska
Spodná nosná doska je pripevnená k základu alebo pilieru a má plochý alebo zodpovedajúci konkávny guľový horný povrch. Poskytuje stabilnú základňu, obmedzuje rozsah výkyvu a udržuje celkovú stabilitu ložiska.
-
Montáž tesnenia a obmedzenia
Táto zostava obsahuje prachotesné-tesnenia, obmedzovacie kolíky, vodiace kľúče a ďalšie časti. Zabraňuje vniknutiu prachu a vlhkosti do klzného rozhrania, aby sa zabránilo oderu. Limitné čapy riadia posun za normálnych prevádzkových podmienok a automaticky sa odblokujú počas zemetrasení, aby sa vytvoril dostatočný priestor na hojdanie.
Pracovný princíp FPB: trojstupňová-seizmická ochrana
Ložiská trecieho kyvadla fungujú úplne podľa fyzikálnych zákonov bez vonkajšej sily. Aktivujú sa automaticky počas zemetrasení a spontánne sa vycentrujú po udalosti, čím zaisťujú vysokú účinnosť a spoľahlivosť počas celého procesu.
(1) Iniciácia a oddelenie: Prerušenie prenosu seizmickej energie
Keď horizontálna seizmická sila prekročí prah statického trenia medzi klzným blokom a guľovou plochou, preruší sa tuhé spojenie ložiska. Medzi nadstavbou a základom dochádza k relatívnemu zosuvu, čím sa úplne preruší cesta prenosu seizmickej energie do nadstavby a zabráni sa priamemu seizmickému nárazu.
(2) Oscilácia a rozptyl energie: Premena a spotreba seizmickej energie
Posuvný blok vykonáva kyvadlový{0}}pohyb pozdĺž konkávneho guľového povrchu, pričom mierne nadvihne nadstavbu a premieňa seizmickú kinetickú energiu na gravitačnú potenciálnu energiu. Medzitým kontinuálne trenie na klznom rozhraní vytvára odpor, premieňa zostávajúcu seizmickú energiu na teplo a výrazne znižuje amplitúdu štrukturálnych vibrácií.
(3) Recentrovanie gravitácie: Automatický reset po zemetrasení
Keď zemetrasenie ustane, gravitácia pôsobiaca na nadstavbu stiahne posuvný blok späť do centrálnej polohy pozdĺž guľového povrchu, čím sa dosiahne automatický reset bez pohonu s takmer nulovým zvyškovým posunom. To zaisťuje návrat konštrukcie do pôvodnej polohy bez ovplyvnenia následného používania.
Kľúčové konštrukčné parametre: Základné ukazovatele určujúce výkon FPB
-
Polomer sférického zakrivenia
Polomer zakrivenia určuje dobu izolácie. Väčší polomer vedie k dlhšej dobe izolácie, čo pomáha vyhnúť sa dominantnému seizmickému obdobiu lokality a zabraňuje rezonancii.
-
Koeficient trenia
Riadi aktivačnú silu a účinnosť rozptylu energie s typickým rozsahom 0,03–0,12. Toto vyrovnáva štrukturálnu stabilitu pri menších zemetraseniach a zaťažení vetrom, ako aj kapacitu rozptylu energie pri veľkých zemetraseniach.
-
Ultimate Displacement
Navrhnuté tak, aby vyhovovalo maximálnej amplitúde výkyvu pri zriedkavých zemetraseniach, zaisťuje, že sa ložisko v extrémnych podmienkach nevytiahne alebo nezlyhá.