本方案属于隔震，具体涉及一种变摩擦系数滑移隔震方法。
背景技术：
1、隔震技术是建筑工程中用于减少地震对建筑物影响的一种方法。其基本原理是通过在建筑物的基础和上部结构之间设置隔震层，从而使地震能量难以直接传递到上部结构，减少建筑物受损。
2、滑移隔震是隔震技术的一种，通过在建筑物的基础与上部结构之间设置可滑动的隔震层。当地震发生时，地面运动会引起结构产生水平位移，滑移隔震层通过其滑动特性，使结构在隔震层上发生一定程度的水平滑动，而不是刚性连接，滑动作用吸收和耗散了部分地震能量，减少了对上部结构的冲击和震动，从而降低了结构受到的惯性力，提高了建筑物的抗震性能。
3、参见现有公开(公告)号为cn105887667a的文献中公开了一种变摩擦隔震支座，通过在隔震支座上采用摩擦滑动块的底面设置有特殊形状的摩擦面，这些摩擦面由偶次曲线方程定义，例如二次或四次函数方程，形成特定的轮廓。当摩擦滑动块在下连接板顶部的摩擦层上发生横向或纵向的双向滑动时，由于摩擦面的曲线形状，接触面积会随着位移的变化而改变，使得摩擦力能够根据位移的变化而调整，从而实现变摩擦系数的效果。随着位移的增加，摩擦面之间的接触面积增大，导致摩擦力相应增加，实现随位移变化而变化的阻尼效果。
4、采用特定轮廓面以实现变摩擦系数的隔震支座，虽然能够根据位移变化调整摩擦力，从而提供更佳的阻尼效果，但这种依赖于几何形状变化来调节摩擦力的方法，可能在长期使用中因材料磨损或变形导致摩擦面轮廓失真，影响摩擦力的变化控制，降低隔震效果的稳定性。其次，轮廓面的设计复杂度高，加工难度大，增加制造成本和维护难度。
技术实现思路
1、本方案的目的是提供一种变摩擦系数滑移隔震方法，以解决现有技术中材料磨损导致摩擦系数不一致的问题。
2、为了达到上述目的，本方案提供一种变摩擦系数滑移隔震方法，包括如下步骤：
3、步骤s10：构建试验模型，根据相似理论计算相似圈梁材料的参数，浇筑圈梁试块；
4、步骤s20：选择试验样品，试验使用不同粒径的陶粒，包括细粒陶粒、中粒陶粒和粗粒陶粒，所有试验样品均制成统一规格形状的陶粒层；
5、步骤s30：计算摩擦系数，将试验样品置于圈梁试块的基座下，通过水平往复移动圈梁试块并对圈梁试块施加载荷，分别对试验样品在不同工况下进行5次摩擦往复运动，使试验样品与圈梁底部的相对滑动，测量由此产生的水平摩阻力，并据此计算各试验样品的摩擦系数；
6、步骤s40：测量耐磨性能，对每个试验样品进行50米的磨损试验，测量并记录磨损前后实用样品的摩擦系数变化；
7、步骤s50：构建陶粒层，根据试验样品的摩擦系数和耐磨性能选择陶粒在圈梁基座的分布位置，并将其设于圈梁基座的下方，使得圈梁在陶粒上滑动受到的摩擦系数一致。
8、本方案的原理及效果在于：通过构建试验模型，选择不同粒径的陶粒作为试验样品，并通过计算摩擦系数和测量耐磨性能来确定最佳的陶粒分布位置。通过水平往复移动圈梁试块并施加载荷，测量不同工况下各粒径的陶粒层产生的水平摩阻力，进而计算出摩擦系数；接着，对每个试验样品进行50米的磨损试验，测量并记录磨损前后摩擦系数的变化，以此来测量各粒径的陶粒的耐磨性能。最后，根据试验结果选择合适的陶粒分布位置，确保圈梁在滑动过程中受到的摩擦系数一致，从而解决了因材料磨损导致摩擦系数不一致的问题，提高了隔震系统的稳定性。
9、进一步，在所述步骤s30中，对圈梁试块加载的荷载工况包括如下步骤：
10、步骤s31：采用正玄波作为加载波形；
11、步骤s32：将试验样品的加载工况分为三个类别，分别控制变量速度与压力、温度及粗糙度；
12、步骤s33：速度变量的选择参照地震运动特点，范围设定在5至200毫米/秒；正压应力的选择基于试验样品的抗蠕变压缩性能，压力范围设定在30至60兆帕；温度变量的取值设定在-10至60摄氏度；粗糙度变量的选择依据陶粒粒径大小，细粒陶粒对应粒径小于2.5毫米，中粒陶粒对应粒径在2.5至5毫米之间，粗粒陶粒对应粒径大于5毫米。
13、本方案的原理及效果在于：速度变量的选择参照了地震运动的特点，设定在5至200毫米/秒的范围内，从而模拟地震时圈梁经历的水平移动。正压应力的选择基于试验样品的抗蠕变压缩性能，设定在30至60兆帕的压力范围内。温度变量的取值设定在-10至60摄氏度，测量不同气候条件下陶粒材料的变化。粗糙度变量的选择依据陶粒粒径大小，从而测量不同粗糙度条件下的摩擦性能。
14、进一步，所述步骤s50中，将粗粒陶粒设于圈梁基座正下方，中粒陶粒对称设于粗粒陶粒的两侧，细粒陶粒对称设于中粒陶粒两侧，形成摩擦系数依次增大的陶粒层。
15、本方案的原理及效果在于：（1）陶粒层的摩擦系数是变化的，陶粒层根据摩擦系数进行划分，不同陶粒层的摩擦系数不同，摩擦系数从内到外逐渐增大，相对于全部采用摩擦系数较小的陶粒层该系统滑移位移更小，相较于全部采用摩擦系数较大的陶粒层该系统初始滑移所需的地震力更小，滑移层更容易进入工作状态，发挥隔震作用。（2）圈梁移动会造成与其接触的陶粒磨损，这种磨损会改变陶粒的表面粗糙度和接触面积，进而影响摩擦系数。通常，新陶粒表面较为粗糙，具有较大的摩擦系数，而磨损后的陶粒表面变得较为光滑，接触面积可能减少，摩擦系数随之降低。然而，当上层陶粒经磨损后，其体积和重量减小，在地震的震动作用下，这些轻质磨损的陶粒会被震动力推动，使得上层磨损的陶粒由于重力和震动的作用下移至下层，而下层未磨损或磨损程度较低的陶粒则上升至上层，从而保证滑移区摩擦系数的一致性。
16、进一步，所述陶粒层与圈梁基座之间设有隔板，所述隔板上开设有楔形通孔，所述通孔内设有与通孔相配合的楔块，所述楔块连接有用于复位楔块的弹簧。
17、本方案的原理及效果在于：（1）通过设置陶粒虽然可以使得圈梁在地震时可以在陶粒层上滑动，从而减少地震对建筑的损坏。但是，在没有地震的情况下，如果圈梁与陶粒层直接接触，二者之间为多点接触，其相对于圈梁与平面之间的面接触，其接触面积较小，容易导致圈梁的微震动和位移，导致圈梁及上层建筑不稳定。因此，本方案通过设置隔板和楔块来解决上述问题。（2）在常规情况下，隔板直接与圈梁基座的底部接触，即为面接触，为圈梁提供稳定的支撑。在地震时，楔块受到震动，使得楔块远离楔形通孔，使得通孔与楔块之间产生间隙。同时，隔板受到震动会向下移动，使得隔板下方的陶粒通过间隙进入到隔板的上方，从而使得陶粒与圈梁基座的底部接触，此时为多点接触，使得陶粒可以在地震的情况下滑动。（3）在没有地震的情况下，隔板与圈梁基座底部的面接触提供了比多点接触更大的接触面积，增加了结构的稳定性，减少了圈梁的微震动和位移，从而确保了圈梁及上层建筑更稳定安全。地震发生时，楔块受到震动影响，通过弹簧的作用自动远离楔形通孔，产生间隙，使得陶粒层在隔板上方形成多点接触，实现有效滑动，从而发挥隔震作用，减少地震对建筑的损害。（4）本方案可以通过改变楔块与通孔的大小或者改变弹簧的弹力，从而适应不同粒径的陶粒，使不同粒径的陶粒层均可以通过楔块与通孔的间隙进入到隔板上方。
18、进一步，还包括机架，所述机架内滑动设有滑板，所述隔板的一端活动设于滑板上；还包括用于提升隔板的提升装置，所述提升装置包括储能组件、锁紧组件和提升组件；所述储能组件包括棘轮和摇臂，所述锁紧组件用于限制棘轮单向转动，所述摇臂的一端与机架转动连接，所述摇臂与机架的连接点穿设有扭簧，所述摇臂的自由端连接有与棘轮相配合的凸块，所述棘轮同轴穿设有储能扭簧。
19、本方案的原理及效果在于：（1）隔板在滑板上自由震动，滑板带动隔板在机架上上下移动。（2）地震时，摇臂左右摆动，从而带动凸块间歇性撞击棘轮的齿间间隙，进而拨动棘轮周向转动，使得储能扭簧发生形变蓄力，以为地震停止后隔板的复位提供积蓄能量。
20、进一步，所述锁紧组件包括齿轮和第一齿条，所述齿轮同轴连接有棘爪，所述棘爪同轴穿设有复位扭簧，所述棘爪与棘轮配合设置，所述第一齿条连接有第一弹簧，所述第一弹簧的自由端与滑板连接。
21、本方案的原理及效果在于：当发生地震时，第一弹簧发生抖动使得第一齿条向下移动，从而与齿轮啮合并驱动齿轮转动，进而带动棘爪转动使其与棘轮相互配合，以限制棘轮的单向转动，避免储能扭簧带动棘轮反向转动。当地震停止后，第一弹簧带动第一齿条复位，从而带动齿轮反向转动，使得棘爪被打开，棘轮在储能扭簧的带动下转动。
22、进一步，所述提升组件包括第二齿条和转盘，所述第二齿条设于滑板上，所述转盘与棘轮同轴连接，所述转盘内滑动连接有环形齿条，所述环形齿条连接有第二弹簧，所述第二弹簧的自由端与转盘连接，所述环形齿条与第二齿条配合设置。
23、本方案的原理及效果在于：（1）当地震停止后，隔板位于最底下，陶粒绝大部分在隔板的上方。当棘轮带动转盘反向转动后，环形齿条受到离心力的作用被甩出至转盘外，环形齿条会间歇性撞击第二齿条，从而带动第二齿条间隙性的上升。同时，环形齿条由于是间歇性的撞击第二齿条，会使得第二齿条产生震动，并传递至隔板上，使得隔板上方的陶粒层产生震动，并使得隔板上的楔块远离通孔产生间隙，从而使隔板上方的陶粒通过间隙进入到隔板下方。（2）由于地震时，圈梁会在隔板上方的陶粒上滑动，导致陶粒会受到磨损。而磨损的陶粒不能再次与圈梁接触，否则二次地震时陶粒层的摩擦系数会不一致，从而影响圈梁的滑动。因此，通过环形齿条间歇性撞击第二齿条，使得上升的隔板成为一块筛板，被磨损的陶粒以及碎屑通过通孔掉落至隔板下方，而完整的陶粒暂时留在隔板上方。
24、进一步，还包括敲击组件，所述敲击组件包括敲击球和第三弹簧，所述敲击球滑动设于转盘内，所述敲击球与第三弹簧的一端连接，所述第三弹簧的自由端与转盘连接。
25、本方案的原理及效果在于：（1）转盘转动使得敲击球受到离心力作用被甩出至转盘外，从而使得敲击球敲击隔板，在环形齿条和敲击球的配合下，隔板受到敲击的频率增加，使得通孔的间隙变大，从而使得暂时停留在隔板上方的完整陶粒可以通过间隙掉落至隔板下方，进而使得隔板复位至与圈梁底座再次面接触。（2）通过环形齿条，可以将经过磨损的陶粒和碎屑筛分至最底层，使其不会在二次地震时与圈梁接触。同时，当隔板上升至一定高度后，此时隔板上方基本上都是完整的陶粒，通过增加敲击球的敲击，使得隔板将完整陶粒筛下，从而对磨损的陶粒、碎屑和完整的陶粒进行分层。
26、进一步，所述机架内设有滑槽，所述滑板与滑槽滑动连接；所述滑板上设有滑轨，所述第一齿条与滑轨滑动连接。
27、本方案的原理及效果在于：此为现有技术，滑槽和滑轨分别为滑板和第一齿条的运动提供定位和导向的作用。