建筑消能减震-阻尼器
消能减震中的名词解释

消能减震中的名词解释一、减震器减震器是一种用来减少地震或其他震动对建筑物、桥梁、设备等的破坏程度的装置。
它通过吸收和消散地震能量,从而减少震动对结构的冲击力。
减震器通常由弹簧、阻尼器或摩擦元件等构成,能够降低结构的振动幅度和加速度,提高其抗震能力。
二、消能器消能器是在减震器的基础上发展起来的一种装置,它能够将结构在地震或其他激励作用下所产生的能量有效地转化或消散,从而减少结构的损伤。
消能器可以通过弹簧和阻尼器等元件来实现能量的转化和吸收,并在地震过程中发挥保护作用。
三、阻尼器阻尼器是减震装置中的重要组成部分,它通过提供阻尼力来消耗结构振动所产生的能量。
阻尼器可以分为粘滞阻尼器、液体阻尼器、摩擦阻尼器等不同类型。
它们能够在地震或其他激励作用下产生阻尼力,抑制结构振动,提高结构的抗震性能。
四、能量耗散器能量耗散器是一种通过引导和吸收地震能量来降低结构震动的装置。
它能够在地震过程中迅速吸收大量的能量,并将其耗散掉,从而减少结构的振动幅度和冲击力。
能量耗散器可以采用摩擦元件、弹塑性材料等方式来实现能量的耗散,发挥减震作用。
五、基础隔震基础隔震是一种将建筑物与地面隔离的技术手段,通过设置隔震设备,将建筑物与地面之间的直接接触断开,从而减少地震或其他震动对建筑物的传递。
基础隔震可以采用橡胶隔震垫、钢球隔震装置等不同形式,它们能够降低地震冲击对建筑物的影响,提高其抗震性能。
六、消散器消散器是一种能够将结构振动所产生的能量迅速转化为热能,并通过散发热能的方式将能量耗散掉的装置。
消散器可以采用摩擦元件、扩散阻尼器等不同形式,它们能够吸收结构振动的能量,将其转化为热能,并通过散热来消散能量,减少结构的振动幅度。
七、轻质结构轻质结构是一种采用轻质材料构建的建筑结构,其密度相对较低,重量较轻。
轻质结构能够通过减少自身质量,降低结构受地震或其他震动作用时的响应,减少结构的损坏程度。
轻质结构通常采用钢结构、钢筋混凝土结构等轻质材料构成,具有较好的抗震性能。
建筑抗震减震阻尼器标准

建筑抗震减震阻尼器标准建筑物在地震中的抗震性能一直备受关注,而抗震减震阻尼器作为重要的抗震装置,在提高建筑物抗震性能方面发挥着重要作用。
本文将探讨建筑抗震减震阻尼器的标准化问题,以及相关标准的制定和应用。
1. 建筑抗震减震阻尼器的作用建筑抗震减震阻尼器是安装在建筑结构中,能够消耗或减少地震能量,减轻地震对建筑物的影响,提高建筑物的抗震性能。
通过减少结构受力、减小位移响应等方式,抗震减震阻尼器能有效保护建筑物及其中的人员财产安全。
2. 建筑抗震减震阻尼器标准的重要性建筑抗震减震阻尼器的标准化对于确保产品的质量和性能至关重要。
标准规定了产品的技术要求、检测方法以及使用范围等内容,帮助制造商生产合格的产品,同时也为设计师和工程师提供了参考依据,保证建筑抗震减震阻尼器在地震中发挥应有的作用。
3. 建筑抗震减震阻尼器标准的制定建筑抗震减震阻尼器的标准制定通常由相关行业组织、标准化机构和政府部门共同完成。
制定标准需要考虑产品的特性、市场需求、技术发展等因素,经过调研、讨论和测试,最终形成可执行的标准规范。
标准的制定能够推动行业整体发展,提高产品质量,保障用户利益。
4. 建筑抗震减震阻尼器标准的应用建筑抗震减震阻尼器标准的应用包括产品设计、生产、安装和检测等环节。
设计师应当根据标准选择适用的抗震减震阻尼器类型,并合理设计结构。
生产厂商需要按标准要求生产产品,并进行质量控制。
安装单位要按照标准进行安装和调试,确保产品性能符合要求。
检测机构应当对产品进行测试和检验,验证其质量合格性。
结语建筑抗震减震阻尼器的标准化是建筑抗震领域的重要工作之一,它对于提高建筑物的抗震性能、保障人员生命财产安全具有重要意义。
各方应当加强标准的制定和应用,共同推动建筑抗震减震阻尼器行业的发展,实现更高水平的抗震工程建设。
消能减震技术在工程中的应用

消能减震技术在工程中的应用1class消能减震概念结构消能减震技术主要指的是在结构的某些部位,如层间空隙、节点连接部分或者连接缝等一些位置安装消能减震装置,或者是将结构的支撑、连接件或非承重剪力墙等一些次要构件设置为能够消能的构件。
在地震来临时,这些装置或者构件可以通过摩擦、塑性变形、粘滞液体流动等一些变化,为结构提供较大的阻尼,消耗地震动输入的能量,消减主体结构的地震动反应,从而起到保护主体结构安全的作用。
与传统增大截面抵抗地震作用不同,消能减震技术主要是通过消能减震构件吸收、消耗地震能量降低主体结构地震响应,是建筑物抗震的另一个有力手段。
消能减震技术中,安装消能器增加结构阻尼的被动消能减震方法,由于其传受力明确、安装维护方便、制作成本低、适用范围广等特点,受到业内人士的青睐。
消能减震原理结构消能减震的实质是在结构中设置消能器,地震时输入结构的能量率先为消能器吸收,大量消耗输入结构的地震能量,有效衰减结构的地震反应。
消能器在地震中起到结构附加阻尼和附加刚度的作用。
相比常规设计提高结构的抗震性能只能通过增加结构构件尺寸或者钢筋的方法,更加经济合理高效,这也是消能减震结构具有经济性优势的主要原因。
结构在地震中任意时刻的能量方程为:传统结构:Ein= Ev+Ec+Ek+Eh;消能减震结构:E'in= E'v+E'c+E'k+E'h+Ed;式中Ein、E'in——地震过程中输入传统抗震结构、消能减震结构体系的能量;Ev、E'v——传统抗震结构、消能减震结构体系的动能;Ec、E'c——传统抗震结构、消能减震结构体系的粘滞阻尼耗能;Ek、E'k——传统抗震结构、消能减震结构体系的弹性应变能;Eh、E'h——传统抗震结构、消能减震结构体系的滞回耗能;Ed——消能器耗散或吸收的能量。
在上述能量方程中,由于Ev和E'v、Ek和E'k仅发生能量转化,并不耗散能量,而Ec和E'c仅占总能量的很小部分(约5%左右),可以忽略不计。
建筑抗震减震阻尼器多钱

建筑抗震减震阻尼器多钱
建筑抗震减震阻尼器是用于提高建筑物地震抗击能力的重要装置。
在地震发生时,减震阻尼器能够减少建筑结构受到的地震力,从而保护建筑物和其中的人员。
不同类型和规格的抗震减震阻尼器价格各有不同,下面将介绍一些常见抗震减震阻尼器的价格范围:
液体阻尼器
液体阻尼器是一种通过流动的粘性液体消耗地震能量的装置,常见于桥梁、高
层建筑等。
液体阻尼器的价格一般在1000-3000美元/平方米之间,价格随着规格
和品牌的不同而有所波动。
摩擦阻尼器
摩擦阻尼器是一种通过摩擦力来消耗地震能量的装置,适用于各种建筑结构。
摩擦阻尼器的价格约在2000-5000美元/平方米左右,价格取决于摩擦材料的性能
和数量。
弹簧阻尼器
弹簧阻尼器是利用弹簧的弹性来吸收地震力的装置,常用于低层建筑和工业厂房。
弹簧阻尼器的价格大约在500-1500美元/平方米之间,价格受到弹簧材料和
数量的影响。
综合阻尼系统
综合阻尼系统是将多种类型的阻尼器组合在一起,形成综合的抗震减震系统。
综合阻尼系统的价格较高,一般在5000-10000美元/平方米之间,价格受到系统
复杂度和性能要求的影响。
综上所述,建筑抗震减震阻尼器的价格因类型、规格、品牌和性能而异,建议
在选择时根据具体建筑结构和地震要求进行综合考虑,选择适合的抗震减震阻尼器。
消能减震阻尼器的布置原则

消能减震阻尼器的布置原则
1. 结构分析,在布置减震阻尼器之前,需要对结构进行全面的分析,包括结构的类型、尺寸、质量、受力情况等,以确定减震阻尼器的类型和数量。
2. 布置位置,减震阻尼器的布置位置应该在结构受力集中的部位,比如建筑物的顶部或底部、桥梁的支座等,以最大限度地减少结构的振动。
3. 多样化布置,根据结构的特点和受力情况,可以采用多种类型的减震阻尼器,如摩擦型、液体型、弹簧型等,进行多样化的布置,以提高减震效果。
4. 综合考虑,在布置减震阻尼器时,需要综合考虑结构的整体稳定性、可操作性、维护成本等因素,以确保减震系统的可靠性和经济性。
5. 灵活性设计,在设计减震系统时,应该考虑到未来可能的结构变化和扩建,以确保减震系统具有一定的灵活性和可扩展性。
总的来说,消能减震阻尼器的布置原则是根据结构特点和受力情况,合理选择类型和布置位置,综合考虑稳定性、经济性和可操作性,以达到最佳的减震效果。
论医院高层建筑减震阻尼器施工

论医院高层建筑减震阻尼器施工减震阻尼器在高层建筑领域有着十分重要的应用价值,能够显著提高高层建筑的抗震性能。
但是如果高层建筑减震阻尼器参数设计以及位置设置不合理,将难以达到良好的减震效果,影响高层建筑的使用功能。
本文主要针对医院高层建筑减震阻尼器的施工注意事项以及相关策略进行探索。
标签:医院高层建筑;减震阻尼器;施工策略1、前言随着社会经济的飞速发展和建筑行业的持续进步,我国各种各样的高层建筑和超高层建筑逐渐发展起来。
高层建筑结构通常阻尼较小,结构高度和宽度比较大,传统的抗震方法已经无法满足高层建筑的抗震需求,容易造成结构构件的破坏和损伤。
因此,需要加强对高层建筑减震阻尼器施工工作的重视,科学应用减振阻尼器,保证高层建筑使用的稳定性和安全性。
下面主要结合某医院高层建筑减震阻尼器的施工进行探究。
2、减震阻尼器概述2.1阻尼器定义阻尼器一般指的是以提供运动的阻力进行运动能量耗减的装置,阻尼器在航空、航天、军工、汽车等行业有着十分重要的应用价值。
上世纪70年代以来,人们逐渐将阻尼器技术应用到铁路桥梁以及建筑等工程项目建设过程中,发展非常迅速。
在地震仪器中,阻尼器主要用于吸收振动系统固有的振动能量,通常阻尼器的阻尼力与振动系统运动的速度成比例,包括气体阻尼器、液体阻尼器以及电磁阻尼器三种类型。
阻尼器可以补偿系统中的空气阻力以及摩擦力,显著改善频率响应效应。
高层建筑屋顶上的质量共振阻尼系统以及主动控制减振体系已经走上了工程应用的实际,成为高层项目建设的重要组成部分,对于高层建筑使用的稳定性和安全性有着十分重要的影响[1]。
2.2减震阻尼器的应用与发展上世纪90年代末,我国在沈阳市政府大楼抗震加固中首次用了摩擦耗能装置,其后在北京火车站、北京饭店以及北京展览馆等多座建筑中应用了消能减震技术。
减震阻尼器在高层建筑中的应用可以有效减小高层建筑结构所受到的地震效应和风振效应,成为结构设计的重要环节。
减震阻尼器通过增加结构阻尼耗散结构振动能量,实现减小结构所受震动的目的。
粘滞阻尼器在学校宿舍楼减震设计中的应用

粘滞阻尼器在学校宿舍楼减震设计中的应用摘要:随着建筑抗震安全性能要求的日益提高,消能减震技术在建筑抗震领域的应用越来越多。
消能减震技术是利用耗能装置(如阻尼器)消耗地震能量,减小主体结构的地震输入,降低整体结构体系的地震响应,进而减轻甚至避免主体结构构架的损伤破坏,是一种可行、有效的抗震策略,已成功应用于实际工程。
粘滞阻尼器是一种用于结构消能减震的阻尼元件,可降低地震作用进而减小结构尺寸以达到相应要求,而且对建筑外观不造成影响。
关键词:消能减震;粘滞阻尼;宿舍楼引言:在小震作用下,减震结构的基底剪力和层间位移角较非减震结构有明显的减小,且最大位移角小于规范值;在大震作用下,减震结构的塑性铰发展较好,满足规范要求,且阻尼器的滞回曲线饱满,具有良好的耗能能力,可为建筑结构安全提供保障。
1传统抗震设计与粘滞阻尼器设计比较传统抗震设计主要通过增大配筋率、改变构架截面面积来实现,而粘滞阻尼器设计能在不改变原有结构的基础上实现抗震能力的大幅度提升。
粘滞阻尼器的工作原理是在流体运动时对其产生粘滞阻力,从而达到加固的效果。
粘滞阻尼器是一种无刚度、速度相关型的阻尼器,并且粘滞阻尼器阻尼力与活塞的运动速度成正比。
1.1传统抗震设计传统抗震设计主要体现在“抗”字,通过加大结构断面、增大配筋率来抵抗地震力。
该方法虽实用、有效,但在实践过程中也逐渐暴露出了问题:(1)提高“抗震”所需的建筑成本,以8度为例,采用上述方法提升抗震能力所增加的造价为8%-15%。
(2)在建筑物的刚度增大的同时,吸收的地震能量也增大。
(V)在大震作用下,增大截面后难以控制结构弹塑性变形耗散地震能量。
1.2粘滞阻尼消能减震设计粘滞阻尼墙可作为墙体安装在结构层间,是利用结构层间的相对运动,使内外钢板之间产生速度梯度引起粘滞材料剪切滞回耗能,达到降低结构动力响应的目的。
粘滞阻尼墙具有以下有优点:(1)易施工,且抗震效果明显。
(2)阻尼力可通过改变粘滞液体的稠度等进行改变。
墙型消能阻尼器工作原理

墙型消能阻尼器工作原理引言:墙型消能阻尼器是一种结构工程中常用的抗震装置,其主要作用是减小地震对建筑物的破坏程度。
本文将从人类的视角来描述墙型消能阻尼器的工作原理,以使读者更好地理解并感受到其中的情感。
第一部分:墙型消能阻尼器的定义和作用墙型消能阻尼器是一种能够在地震中吸收能量的装置,通过其特殊的结构设计,使建筑物在遭受地震力作用时能够产生相对位移和变形,从而减小地震对建筑物的冲击力。
第二部分:墙型消能阻尼器的结构和材料墙型消能阻尼器由外壳、内芯和阻尼材料组成。
外壳是由高强度钢板制成,具有良好的耐腐蚀性和抗压能力。
内芯是由多个钢板组成的,通过特殊的连接方式使其能够相对自由地移动。
阻尼材料采用高性能橡胶,具有良好的抗震性能和耐久性。
第三部分:墙型消能阻尼器的工作原理墙型消能阻尼器通过其特殊的结构和材料,实现了在地震中吸收能量的功能。
当地震力作用于建筑物时,墙型消能阻尼器会发生相对位移和变形,从而吸收地震能量。
其工作原理可以概括为以下几个步骤:1. 初始状态:在地震前,墙型消能阻尼器处于初始状态,外壳和内芯之间没有相对位移和变形。
2. 地震力作用:地震发生时,建筑物受到地震力的作用,外壳和内芯开始发生相对位移和变形。
3. 能量吸收:墙型消能阻尼器内的阻尼材料开始发挥作用,通过摩擦阻尼和材料的变形吸收地震能量。
4. 能量释放:当地震力减小或消失时,墙型消能阻尼器内的阻尼材料会释放吸收的能量,使建筑物恢复到初始状态。
第四部分:墙型消能阻尼器的优势和应用墙型消能阻尼器具有以下几个优势:1. 减小地震对建筑物的破坏:墙型消能阻尼器能够吸收地震能量,减小地震对建筑物的冲击力,从而降低破坏程度。
2. 提高建筑物的抗震性能:墙型消能阻尼器能够通过其特殊的结构和材料提高建筑物的抗震性能,增强其抗震能力。
3. 增加建筑物的安全性:墙型消能阻尼器能够有效地减小地震造成的位移和变形,降低建筑物的倾覆风险,提高建筑物的安全性。
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一、消能减震结构的发展与应用:利用阻尼器来消能减震并不是什么新技术,在航天航空、军工枪炮等行业中早已得到应用。
从20世纪70年代后,人们开始逐步地把这些技术专用到建筑、桥梁、铁路等工程中。
在美国,20世纪80年代开始,美国东西两个地震研究中心等单位做了大量试验研究,发表了几十篇有关论文。
90年代美国科学基金会和土木工程协会组织了两次大型联合,给出了权威性的试验报告,供工程师参考。
在我国,1997年,沈阳市政府大楼的抗震加固中首次采用了摩擦耗能装置,其后北京饭店、北京火车站和北京展览馆等多座建筑中应用消能减震技术。
在日本,目前已有超过100多栋的建筑物采用消能减震技术。
现代高层建筑日益增多,结构受地震和风振影响十分明显,减小结构所受的地震和风振反应,成为结构设计的一个重要方面。
消能减震阻尼器,通过增加结构阻尼,耗散结构的振动能量来达到减小结构所受振动。
(1)“阻尼”是指任何振动系统在振动中,由于外界作用或系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特性,以此一特性的量化表征。
(2)《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010中:2.1.1 高层建筑:10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24米的其他高层民用建筑。
(3)《民用建筑设计通则》GB50352-2005中:3.1.2建筑高度大于1OOm的民用建筑为超高层建筑。
二、阻尼器耗能减震原理:耗能减震的原理可以从能量的角度来描述。
传统结构:Ei =Er+Ed+Es耗能结构:Ei =Er+Ed+Es+EaEi为地震时输入结构的总能量;Er为结构在地震过程中存储的动能和弹性应变能;Ed为结构本身阻尼消耗的能量;Es为结构产生弹塑性变形吸收的能量;Ea为耗能装置消耗的能量;(其中Er为能量转换,并不是能量的消耗。
)(1)传统结构中:构件在利用其自身弹塑性变形消耗地震能量的同时,构件本身将遭到损伤甚至破坏。
(2)在消能减震结构中:耗能(阻尼)装置在主体结构进入耗能状态前率先进入耗能工作状态,耗散大量输入结构体系的地震、风振能量,则结构本身需消耗的能量很少,主体结构反应将大大减小,从而有效地保护了主体结构,使其不再受到损伤或破坏。
三、阻尼器的种类:阻尼器种类繁多,我国将其分为位移相关型和速度相关型。
(1)位移相关型阻尼器的耗能与其自身变形和相对滑动位移有关,常用的有金属阻尼器和摩擦阻尼器。
(2)速度相关型阻尼器的阻尼特性与加载频率有关,常用的有粘滞阻尼器和粘弹性阻尼器。
(一)金属耗能阻尼器一种位移相关型阻尼器,主要用于减小地震响应。
利用金属不同形式的弹塑性滞回变形来消耗能量。
目前已开发和利用的主要有:钢棒阻尼器、铅阻尼器、形状记忆合金、软钢阻尼器等。
(滞回特性指材料在受外界干扰产生变形时具有企图恢复原有状态的抗力的特性。
)➢加劲阻尼(ADAS)装置(软钢阻尼器):加劲阻尼(ADAS)装置是由数块互相平行的X形或三角形钢板通过定位件组装而成的耗能减震装置。
安装在人字形支撑顶部,在地震作用下,框架层间相对变形引起装置顶部相对于底部的水平运动,使钢板产生弯曲,利用弹塑性滞回变形耗散地震能量。
具有长期可靠并不受环境与温度影响的特点。
如图所示(二)摩擦耗能阻尼器:摩擦耗能器是一种位移阻尼器,主要用于减小地震响应。
通过构件相对位移时产生摩擦做功而耗散能量。
目前已有多种不同构造的摩擦耗能器,如Pall型摩擦耗能器、摩擦筒制震器等。
➢ Pall型摩擦耗能装置加拿大学者A.S.Pall发明。
该装置为一正方形连杆机构,与x形支撑相连。
一种可滑动而改变形状的机构。
而摩擦力取决于板间的挤压力,挤压力可以通过松紧板上的高强螺栓来调节。
(摩擦节点板)该装置按正常使用荷载及小震作用下不发生滑动,而在强烈地震作用下,在主体构件尚未发生屈服现象前,(弹塑性形变分界点)装置即产生滑移以摩擦功耗散地震能量,达到消能减震目的。
(三)粘弹性阻尼器(VED)粘弹性阻尼器是一种速度相关型耗能装置,既可用于减小风振也可减小地震作用。
1 材料:粘弹性材料又称粘弹性阻尼材料,是一种高分子聚合物,性状介于有粘性液体和弹性体之间体,具有储备能量和耗散能量的特性。
2 构造和性能构造:(1)自由阻尼层:是在需要减震的结构构件表面直接粘贴或者喷涂粘弹性材料,这样既能减震又能降噪,同时还具有装饰效果。
原理:将一层一定厚度的粘弹阻尼材料粘贴或喷涂于基板表面上,当基板产生弯曲振动时,阻尼层随基层一起振动,在阻尼层内部产生拉压变形而耗能,从而起到减震降噪的作用。
(2)约束阻尼层:是上一种形式的延伸。
由约束钢板和粘弹性材料组成,约束钢板由两块T型和一块矩形的钢板及粘弹性材料夹层构造而成。
粘弹性材料与钢板的结合表面的处理方法也随着材料成分和特性的不同而采取各种方法。
其基本形式如图:原理:粘弹性材料随约束钢板往复运动,通过粘弹性阻尼材料的剪切变形来耗散能量。
性能:采用粘弹性阻尼器可以有效地减小结构的位移反应和加速度反应,同未加阻尼器结构相比,结构的一般位移反应可以减小50%~80%,加速度反应可减小30%~60%。
作为阻尼耗能材料的粘弹性材料,其受到温度、频率等多种因素的影响。
(1)随着环境温度的增加,粘弹性材料的耗能能力会降低。
(2)在地震这种短时间作用下,温度对粘弹性阻尼器中材料的性能并没有明显减弱。
(3)随着外振力频率的增加,粘弹性材料的耗能能力会降低。
3 安装方式(1)小八字撑的安装方式造成粘弹性阻尼器的剪切变形较小,影响粘弹性阻尼器充分耗能,但这种支撑对建筑功能的影响小,因其所占空间小,布置位置灵活。
(2)单向斜撑需安装在房间隔断、隔墙处,不影响建筑的使用,这种支撑形式中粘弹性材料的剪切变形较大,消能减震能力较强。
(3)大八字撑同样能够使粘弹性阻尼器产生较大的剪切变形,故消能减震能力较强,对建筑使用功能的影响也不像单向斜撑那样大。
(4)人字型撑的安装也要充分考虑建筑的使用功能,因为这种形式会占用较大的建筑空间,其安装的粘弹性阻尼器的剪切变形由建筑结构的层间位移转化而来,(上、下层侧向位移之差)缺点是安装复杂,但消能能力强。
(5)交叉对角撑适用于厂房结构,可以在厂房的柱间设置安装粘弹性阻尼器的消能支撑,这种支撑的消能减震能力也比较优良。
4 实际工程中的应用:(1)1969年,纽约世界贸易中心双塔的每个塔中安装了10000个粘弹性阻尼器,从第10层到第100层均匀分布于结构中,用于抵抗风载;(2) 1982年,美国西雅图哥伦比亚中心大楼安装了260个粘弹性阻尼器。
用于抵抗风载;(3) 1993年,位于美国加州圣荷塞的13层Sallta Clara市政大楼采用粘弹性阻尼器进行抗震改造,是粘弹性阻尼器的首次抗震应用。
(4) 1998年,中国首都规划大厦采用粘弹性阻尼器,减少地震和风振反应,效果显著。
(补充:西雅图哥伦比亚中心大厦起初是因为在风振的影响下,顶部几层有明显的不舒适感,安上粘弹性阻尼器后,不再有不舒适感,效果良好。
若采用加大侧向刚度的方法来获得同样的效果,需要把现有的柱尺寸扩大一倍,价值约800万美元,而采用粘弹性阻尼器所用的试验及材料、安装费用仅7O万美元。
由此可见,采用粘弹性阻尼器减小建筑的风振或地震影响在经济上是相当可观的。
)(四)粘滞耗能阻尼器:是一种速度相关型阻尼器,消耗地震或者风振能量。
在我国,越来越多的桥梁、高层建筑、体育场馆中也应用了液体粘滞阻尼器。
➢圆柱筒式液体粘滞阻尼器:1发展与原理:早期的液体粘滞阻尼器像一个长方形的容器,如下图,其中充满油料,由活塞杆带动一组平板,与固定在另一端的平板之间产生剪切运动,由于油的粘性产生阻力,起到阻尼器的作用。
但由于油腔体积相对较大,油料可运动空间较大,导致这种阻尼器的效率很低,而且受温度影响也较大。
19 世纪中期,法国的一家军火公司首先采用节流孔来控制流体运动的阻力。
后来,经过各国竞相发展和改进,形成一种体积比较小、能提供很大阻尼力、受温度影响也很小的油阻尼器,一直应用到现在。
活塞杆的设计,要求能够承受运动过程中的任何载荷,不允许变形,多采用不锈钢。
与活塞缸紧密结合的活塞头把阻尼器分成2个液腔,活塞头上的小孔,可让2个腔体中的硅油,在一定的活塞压力下可以按设计要求来回流动。
硅油通过狭小的阻尼孔时,硅油的粘性产生摩擦力,阻尼器吸收的地震、风振能量通过硅油的运动与摩擦阻力,转换为热能耗散。
➢实际工程中的应用北京盘古大观(Pangu Plaza)1)阻尼器布置盘古大观为45层,191m高层钢结构。
将阻尼器均匀设置在层间位移较大的24~39层,共计100个粘滞液体阻尼器和8个粘弹性液体阻尼器。
2)阻尼器减震效果分析经计算,加设阻尼器后结构向层间位移角减小效果见下表。
(层间位移角:楼层层间最大位移与此层高之比)3)经济性评价对于盘古大观的直接建设费用,分别采取传统方案与阻尼器方案对比,结果显示,在相同结构反应中,阻尼器方案结构反应低,价格却最省(如下表)。
➢粘滞阻尼墙:是由日本学者M.Miyazaki等在1986年提出,于20世纪80年代在日本得到应用。
一种箱式的粘滞阻尼器,有时也起到隔墙作用。
1986年,日本学者M.Miyazaki等对一个安装有粘滞阻尼墙的5层钢框架结构缩尺模型进行实验研究,模型结构总重为1t。
实验表明,当结构没有设置结构阻尼墙时,模型的阻尼比为0.02,结构基本周期0.367s。
当安装粘滞阻尼墙后,模型的阻尼比为0.32,结构基本周期为0.286s。
(阻尼比:在土木、机械、航天等领域是结构动力学的一个重要概念,指阻尼系数与临界阻尼系数之比,表达结构体标准化的阻尼大小。
临界阻尼系数:任何一个振动系统,当阻尼增加到一定程度时,物体的运动是非周期性的,物体振动连一次都不能完成,只是慢慢地回到平衡位置就停止了。
当阻力使振动物体刚好能不作周期性振动而又能最快地回到平衡位置的情况,称为“临界阻尼”。
结构基本周期:结构基本周期是指结构按基本振型完成一次自由振动所需的时间。
)原理:如下图所示,在粘滞型阻尼墙系统中的活塞,表现为一内钢板,且该钢板只能在平面内运动,由外钢板组成的容器内装有粘滞液体。
在结构中,内钢板(活塞部分)固定于上层楼板。
其外钢板(容器部分)固定于下层楼板。
地震作用下,楼层产生层间位移,从而使得粘滞阻尼墙内的粘滞液体被剪切,地震输入的能量被耗散。
补充:(五)质量阻尼器:调谐质量阻尼器系统(TMD)安装连接在结构上,由固体质量、减震器和阻尼器组成。
将TMD系统的自身振动频率调整到结构振动的振动频率频率附近,当外力(地震、风振)使得结构物的振动被激发时,阻尼器会产生与结构反向共振的振动,此时作用在主结构上的能量会转移到调质阻尼器上,进而消散。
➢台北101大楼调质量阻尼器构造台北101大楼调质阻尼器悬吊于87~92层之间。