建筑用液体粘滞阻尼器设计方法简介
粘滞阻尼器的工作原理及组成
粘滞阻尼器的工作原理及组成简介粘滞阻尼器作为一种常见的阻尼器,它可以通过摩擦力将动力系统的振动能量转化为热能,以达到减震降噪的效果。
在机械制造、建筑工程、航空航天等领域都得到了广泛的应用。
本文将介绍粘滞阻尼器的工作原理及其组成部分。
工作原理粘滞阻尼器的工作原理是利用材料的粘滞特性,将动力系统的振动能量逐渐转化为热能,从而达到减震降噪的效果。
这种阻尼器有两种方式完成振动能量的消耗,一种是使用粘滞材料,通过粘滞力将振动能量转化为热能;另一种是使用流体粘滞,利用流体力学原理将振动能量转化为热能。
组成部分粘滞阻尼器主要由以下几个部分组成:1.阻尼材料阻尼器中最关键的部件是阻尼材料。
通常会选用耐热性、耐磨性、抗拉强度高的硅橡胶、丁腈橡胶、氟橡胶等材料作为阻尼材料。
这些材料可以通过弹性形变和粘滞吸能的方式将振动能量转化为热能。
2.活塞粘滞阻尼器中的活塞通常由金属或塑料等材料制成,它主要用于承受作用力和传递作用力。
在受到外界作用力的作用下,活塞会受到位移,从而使阻尼材料产生变形,进而实现减震降噪的效果。
3.液压缸液压缸是粘滞阻尼器中的一个重要组成部分。
它能够稳定压缩阻尼材料,使阻尼材料能够实现弹性形变和粘滞效果,进而达到减震的效果。
通常液压缸会使用一定的精度和特殊的加工工艺来保证其精度和封装性。
4.密封材料密封材料在粘滞阻尼器中主要发挥密封作用,以保证液压系统中的液体不会泄漏。
在工作过程中,液体会通过密封材料流经阻尼材料,从而实现减震降噪的效果。
结论粘滞阻尼器作为一种常见的阻尼器,其工作原理和组成部分非常关键。
通过阻尼材料、活塞、液压缸、密封材料等部分的精密配合,粘滞阻尼器能够在振动系统中有效地将振动能量转化为热能,达到减震降噪的效果。
成都液体粘滞阻尼器计算
成都液体粘滞阻尼器计算液体粘滞阻尼器是一种常用的阻尼装置,广泛应用于建筑结构、桥梁、机器设备等领域。
在进行成都液体粘滞阻尼器的计算时,我们需要考虑以下几个方面:运动方程、液体阻尼力、阻尼系数、装置参数等。
一、运动方程:液体粘滞阻尼器是一种阻尼器,主要起到减缓系统振动的作用,其阻尼力正比于速度的一阶导数。
运动方程可以用下面的公式表示:$$F_v = cv$$其中,$F_v$是液体阻尼力,$c$是阻尼系数,$v$是速度。
二、液体阻尼力:液体阻尼力由液体的黏滞性质产生,可以用下面的公式表示:$$F_v = \phi \cdot A \cdot v$$其中,$F_v$是液体阻尼力,$\phi$是液体黏滞系数,$A$是液体流动面积,$v$是速度。
三、阻尼系数:液体阻尼器的阻尼系数是一个与装置参数和设备运动速度相关的参数。
通常情况下,可以通过试验或模型分析来确定。
四、装置参数:液体粘滞阻尼器的装置参数包括:液体黏滞系数、液体流动面积等。
液体黏滞系数可以通过试验测得,液体流动面积可以根据装置设计数据得到。
根据以上的基本原理,我们可以进行成都液体粘滞阻尼器的计算。
具体步骤如下:1.确定系统运动方程以及相关参数。
2.根据运动方程,计算液体阻尼力。
3.根据液体阻尼力和速度,计算阻尼系数。
4.根据所给的装置参数,计算液体黏滞系数和液体流动面积。
5.将计算得到的液体阻尼力和装置参数代入运动方程,求解系统响应。
在计算过程中,需要注意以下几个问题:1.考虑系统的频率响应,确定合适的阻尼系数和装置参数。
2.注意阻尼器的工作范围,避免超过其设计的最大阻尼力或速度。
3.液体黏滞系数和液体流动面积的准确计算,尽量保证计算精度。
4.考虑系统的非线性特性,如摩擦力等。
总结起来,成都液体粘滞阻尼器的计算主要包括运动方程、液体阻尼力、阻尼系数、装置参数等方面的考虑。
在具体计算过程中,需要根据装置实际情况和设计需求,确定合适的参数值,并进行相应的计算分析。
粘滞阻尼器在建筑中布置原则
粘滞阻尼器在建筑中布置原则
粘滞阻尼器在建筑中布置原则
粘滞阻尼器在结构中的布置方式原则主要有以下几点:
1)竖向布置以层间位移作为衡量标准,阻尼器宜设置在层间位移较大的楼层。
框架结构等以剪切变形为主的结构一般布置在下部楼层,剪力墙等以弯曲变形为主的结构一般布置在上部楼层。
当层间位移基本相等时,阻尼支撑适宜设置在结构的下部。
2)总体采用均匀、对称、分散的原则,粘滞阻尼器在建筑结构中一般在梁柱间安装,其工作效率与安装方式有很大的关系,受安装方式的直接影响。
实际工程应用中阻尼器一般安装方式有:单斜支撑、人字支撑、剪刀支撑、墙墩支撑。
支撑方式的选择应综合考虑其对建筑布局的影响。
单斜支撑结构简单、安装方便,但其对梁柱节点的影响较大;人字支撑对梁柱节点基本无影响,但要考虑其侧向稳定性;剪刀支撑阻尼效果较好,但对框架梁影响较大,容易引起框架梁片面外变形;墙墩支撑受力简单,相对其他三种方式自重较大,设计框架梁时需考虑其自重。
阻尼器安装应该在其邻近设备、结构构件安装结束后实施。
粘滞阻尼器产品手册
粘滞阻尼器产品手册一、产品概述粘滞阻尼器是一种高分子材料制成的阻尼器,具有优良的阻尼性能和稳定的力学性能。
它通过利用高分子材料的粘性和弹性,在振动过程中产生阻尼效应,有效地吸收和消耗振动能量,达到减振降噪的目的。
该产品广泛应用于桥梁、建筑、机械等领域,对于提高结构安全性、减缓振动和噪音具有重要作用。
二、设计与制造1. 设计:在设计粘滞阻尼器时,需要根据使用场合和要求,选择合适的高分子材料和制造工艺,确定阻尼器的形状和尺寸。
同时,需要进行严格的力学分析和计算,确保阻尼器在承受载荷和使用过程中具有稳定的性能。
2. 制造:粘滞阻尼器的制造过程包括配料、成型、硫化等环节。
制造过程中需要严格控制材料配方、工艺参数和加工精度,确保产品质量。
三、安装与调试1. 安装:根据使用要求,选择合适的安装位置和方式。
一般采用螺栓或焊接方式将阻尼器固定在结构上。
安装过程中需要注意保证阻尼器不受损坏,并确保连接牢固可靠。
2. 调试:在安装完成后,需要对粘滞阻尼器进行调试,以确保其正常工作。
调试过程中可以通过调整阻尼器的刚度和阻尼系数,以达到最佳的减振效果。
四、使用与维护1. 使用:在使用粘滞阻尼器时,需要注意避免超载和过载情况的发生,以保证阻尼器的正常使用。
同时,需要定期检查阻尼器的外观和连接部位,确保其完好无损。
2. 维护:为了保证粘滞阻尼器的长期稳定性和延长其使用寿命,需要定期进行维护保养。
具体包括清除表面污垢和杂质,保持阻尼器内部清洁等。
五、性能测试与评估1. 性能测试:为了评估粘滞阻尼器的性能,需要进行一系列的测试。
包括阻尼器的刚度测试、阻尼系数测试、耐久性测试等。
通过这些测试可以全面了解阻尼器的性能指标和技术参数。
2. 性能评估:根据测试结果,可以对粘滞阻尼器的性能进行评估。
评估内容包括比较不同产品之间的性能差异、分析使用过程中性能的变化情况等。
这有助于用户选择合适的产品,并采取相应的措施来提高结构的减振效果。
六、故障诊断与排除1. 故障诊断:在使用过程中,如果粘滞阻尼器出现故障或异常情况,需要进行及时的诊断。
粘滞抗震阻尼方案
粘滞抗震阻尼方案全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:粘滞抗震阻尼技术是一种新型的结构抗震措施,通过在建筑结构中添加粘滞阻尼器,有效地提高了建筑结构的抗震性能,减小了地震对建筑物的破坏程度,保障了建筑物及其中的人员财产的安全。
粘滞抗震阻尼技术的应用在建筑工程领域已经得到了广泛推广和应用,在许多高层建筑、桥梁、机场等工程中都得到了成功的应用。
粘滞抗震阻尼技术的原理是利用摩擦力和粘滞性来抑制建筑结构在地震中的振动,减小结构受力,从而提高结构的抗震性能。
粘滞阻尼器是安装在建筑结构中的一种特殊设备,它通过内部的粘滞性液体和可动部件来吸收结构振动能量,减小结构的振动幅度,起到减震的作用。
粘滞阻尼器的抗震效果与其材料、设计、安装等因素有关,合理设计和使用粘滞阻尼器可以有效提高结构的抗震性能。
粘滞抗震阻尼技术在实际应用中有许多优点。
粘滞阻尼器具有很强的耗能能力,能够有效地吸收结构振动的能量,减小结构受力,在地震发生时能够有效地减小结构的振动幅度,降低地震对建筑物的损坏。
粘滞阻尼器具有较大的位移能力,能够在大幅度地震作用下发挥作用,维持建筑结构的稳定。
粘滞抗震阻尼技术的成本相对较低,安装简便,对已建成的建筑也可以进行后期加固,具有很好的适用性和经济性。
第二篇示例:随着科技的不断发展和建筑技术的不断进步,粘滞抗震阻尼方案在建筑设计中扮演着越来越重要的角色。
粘滞抗震阻尼技术是一种利用特定材料的粘滞和变形特性来减少结构受地震作用时的振动幅度和减少结构的损伤程度的技术。
它是一种通过在结构中引入能吸收和转移振动能量的装置或材料,从而提高结构的抗震性能和减小地震对结构的影响的技术。
在许多地震频繁的地区,粘滞抗震阻尼技术已经成为建筑设计中的重要组成部分。
粘滞抗震阻尼技术的原理是利用粘滞性材料的内聚力和内摩擦力,通过将粘滞材料置于结构构件内部或外部,在地震作用下形成一种阻尼效应,减小结构的振动幅度,提高结构的抗震性能。
目前,粘滞抗震阻尼技术主要包括粘滞阻尼器、粘滞橡胶支座、粘滞剪力墙等几种形式。
建筑结构上-液体粘滞阻尼器的应用与设计
液体粘滞阻尼器在建筑结构上的设计与应用前言:北京市现有最高建筑北京银泰中心,采用了73个世界最先进的泰勒公司液压粘滞阻尼器,增加这一高层建筑的抗风、抗震能力。
阻尼器的生产测试、验收和安装都为我们提供了宝贵的经验,该工程成为我国建筑结构上阻尼器应用的标志性的工程。
当然,和美、日等其它国家,和我国台湾等多地震的地区,和我国桥梁界的发展相比,我国在建筑行业上的阻尼器应用还有一定差距,不仅在阻尼器的使用数量,更重要的是使用的质量和水平。
为了促进这个领域的发展,我们再针对阻尼器设计中所遇到的问题,介绍一些相关资料和情况,也谈一点我们的看法和意见供大家参考。
1.发展简介在阻尼器的发展中,最令人振奋的两件事是:1)安装了98个泰勒公司液体粘滞阻尼器的墨西哥市长大楼,在2003年7.6 级破坏性的墨西哥地震中安然屹立。
而该地震造成2700栋建筑倒塌或严重破坏,13600栋建筑不同程度损坏。
这座57层225米高的南美最高建筑也就成了我们结构工作者能实现“人定胜天”抗震工程的一个榜样。
2)2005年百年不遇的卡特里娜飓风对安置了68个泰勒公司悬索阻尼器的 Cochrane 大桥的塔和悬索没有带来任何破坏。
阻尼器在这两个毁灭性的自然灾害中发挥了作用,也经受了考验。
有力的说明了阻尼器,这一结构保护系统在工程结构防护中的重要作用。
近十年来美国泰勒公司的液体粘滞阻尼器在结构工程领域内的应用取得了飞速的发展,其优秀的产品性能得到抗震工程界的广泛赞誉。
到目前为止,在世界上已有近130多个建筑工程。
45座桥梁(见表1-1)。
其中有46个工程为加固翻新、抗震升级,其他为新建工程。
值得一提的是,其增长速度很快,2002以来每年都有20-30个新工程安置了泰勒公司的阻尼器。
表1-1 2005年泰勒公司液体粘滞阻尼器完成工程统计工程项目 数目体育场馆 13高层建筑 12电站、核电站 3机场塔楼,交通中心,警察局,军事工程 20住宅建筑,旅馆 60办公楼, 博物馆 101重重要建筑(计算机房,通讯大楼,医院) 22其他, 工厂, 水库 13桥梁, 高架路, 96这些工程中包括一些世界著名建筑:z世界第二高的马来西亚双塔z2004年希腊奥林匹克和平和友谊体育场馆z多伦多,土耳其等机场控制塔z我国老北京火车站,北京银泰中心阻尼器在我国建筑行业的发展也已经有了一个可喜的开端。
粘滞阻尼器选型方法-概述说明以及解释
粘滞阻尼器选型方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以是对粘滞阻尼器选型方法主题进行简要介绍,并概括讨论研究的背景和意义。
概述部分的内容可以如下所示:第1.1节概述粘滞阻尼器作为一种重要的振动控制装置,在工程领域得到了广泛的应用。
它通过消耗和转化振动能量,实现了结构物的振动控制,从而提高了结构的稳定性和可靠性。
随着现代工程结构的快速发展和需求的提高,粘滞阻尼器在建筑、桥梁、航空、能源等领域中的应用越来越多。
然而,粘滞阻尼器的选型方法一直是一个复杂而具有挑战性的问题。
本文旨在探讨粘滞阻尼器的选型方法,通过系统的综述和分析,总结出一套科学合理的选型方法,以指导工程师在实际工程设计中正确、有效地选择粘滞阻尼器。
这对于提高结构的振动控制效果,降低结构的振动响应具有重要的理论和实践意义。
本文将首先介绍粘滞阻尼器的基本原理,包括其工作原理、结构特点和数学模型等。
然后,详细讨论粘滞阻尼器的选型方法,包括振动特性分析、设计参数确定、性能评价等方面。
通过对已有研究成果的综述和分析,本文将提出一套科学、实用的选型方法。
最后,文章将对选型方法进行总结,并展望未来的研究方向,以期为粘滞阻尼器的选型提供参考和借鉴。
通过本文的研究和讨论,相信能够推动粘滞阻尼器选型方法的进一步发展,为工程实践提供更好的指导和支持。
这将有助于提高结构的抗震性能、减小振动带来的危害,从而为工程领域的可持续发展做出贡献。
文章结构部分的内容可以按照以下方式进行编写:文章结构是指文章的整体组织和布局,它对于读者来说是十分重要的,可以帮助读者更好地理解和把握文章的主旨和内容。
本文按照以下结构组织:1. 引言1.1 概述在引言部分,将简要介绍粘滞阻尼器的背景和概念,以引起读者的兴趣并说明本文的重要性。
1.2 文章结构本章将详细介绍文章的结构,包括引言、正文和结论三个部分,并简要说明每个部分的内容和目的。
1.3 目的在此部分,将明确说明本文的目的,即通过选型方法帮助读者更好地选择适合其需求的粘滞阻尼器。
具有特殊功能的液体粘滞阻尼器的设计与使用-奇太振控
具有特殊功能的液体粘滞阻尼器的设计与使用马良喆曹铁柱陈永祁(北京奇太振控科技发展有限公司北京100037)摘要:随着液体粘滞阻尼器在工程中的广泛应用和发展,工程师们经常会提出各种不同减震需求。
这些需求带来了适于不同使用功能阻尼器的创新和发展。
本文将介绍几种近几年创新的具有特殊功能的液体粘滞阻尼器,供设计者选用时参考选用。
同时,我们也希望我们的桥梁工程师,根据桥梁设计功能上的各种需要,和我们合作,创新出其它功能的阻尼器。
为我国和世界阻尼器在桥梁上的应用作出新贡献。
关键词:锁定装置,熔断阻尼器,液体粘弹性阻尼器,位移限位阻尼器,金属密封无摩擦阻尼器,带特殊熔断的锁定装置,新型斜拉索阻尼器,变阻尼系数阻尼器,预载流体阻尼器;The Design and application of the Fluid Viscous Dampers with special FunctionsLiangze Ma1,Yongqi Chen1, Tiezhu Cao1(1.Beijing Qitai Shock Control and Scientific Development Co. Ltd., Beijing 100037, China)Abstract: The application of Fluid Viscous Damper for Civil engineering had been developed widely, the engineers always prompted some requirement for the purposes of vibration reduction, it bring the forth new ideas and kinds of dampers with different functions. Here nine kinds of viscous dampers with special functions developed in these years were introduced. It could be the reference for the designer. We also expect the bridge engineers could create more new ideas in their design work depend on the bridge purposes. It will be the new contribution for the application of dampers in bridge areas.Key words: Lock-up devices, Fuse Damper, Fluid Viscoelastic Damper, Limited Displacement Damper, Frictionless Hermetic Damper, Lock-up Fuse Devices, New Cable Damper, Variable Coefficient Damper, Pressurized Fluid Dampers.1.前言常规的粘滞阻尼器所具有的工程效果这些年逐渐显现,安置这类阻尼器已经成为建设大跨度桥梁必不可少的一部分。
液体流动阻尼式高楼逃生器
化成液体热。 以达降低速度 的 目的 。其 主 地 面 时 , 另一端 的钩 子 正好 升到 所 需楼 要特 点是 由于 液体 阻尼 的大小 取 决于外 层。 这样. 当第一个人下降到达地面时, 钢
负载 。 所 以不论人体质量 的大 小均能 以比 丝 绳 自由端 的钩子 正好上 升到逃 生器位
学 校体 育与社会体育 无缝对接 , 合理 的落
我 校学生 身体 素质 与不 同 区的洪 山
2 0 1 2 年开发区语数调考成绩我校 以大比
区社会 学校 随机抽样调查 表明 。 结果成正 分 差距位 居榜首 . 其 中语文 、 数学每人 平
态分布我 校学生 身体 素 质形态 机 能等优 均 之和 为 1 7 4 . 2 分 。我 校本着 以人 为本 ,
是受摩擦系数影响较大。若包角太大, 有 是 安 全 可 靠 、 结 构紧凑 、 使 用 方便 、 平
( 上接 第 9 8页)
.
进步。 取得较 为丰硕的成果 。学 生参加 区
内容 与形 式 。 确 立 了大体 育课 程观 。 建立 了学校体 育 、 小 区体 育 , 社会体 育 多元平
( 1 ) 包 角加手控式。 与轮之 间的包 角. 使得 钢丝 绳与钢丝轮 之间的摩擦力 增加。
另外 . 再 利 用手控装 置, 进 一步调 节下 降 笔 者 设 计 并制 作 了一 套 结 构独 特 的 液
速 度 的快 慢 。此类方案 虽然结构简单 , 但 体 流 动 阻 尼 式 的逃 生 器 . 其 主 要 特 点
液 体 流 渤 阻 尼 高 楼 逃 空 嚣
马 鞍 山 市安 工 大 附 中 黄玮 奇 徐 文婷 秦晋 友 易欣
建筑结构液体黏滞阻尼器的设计与应用
建筑结构液体黏滞阻尼器的设计与应用下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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建筑结构上液体粘滞阻尼器的应用与设计
值 Ci,进而得到阻尼因子 Co ⑷ 按层间位移按振型分配的近似办法,我们可以求得各层的层间位移,
从而近似求得各层的最大速度,和最大阻尼力。
⑸ 第一振型经常是最重要的, 如果我们这时发现有不能满足设计要求之处
可以重新假设要增加的阻尼比的值 β1,重新计算,直到满意为止。
III.
计算出个振型的各层的层间位移,速度和阻尼力后,可以进行各振型
振型Φ以及振型参与系数Γ1
II.
分别计算前 3 个振型:
⑴假设一个增加阻尼比的值 β1,求出阻尼衰减系数 B[1],求出等效单自由度
的顶点位移,作为 值和各层比例 Ki,计算出各层阻尼器的 阻尼值
Ci = Ki Co ⑶计算 Ci,根据能量等效法[2]
泰勒公司阻尼器的尺寸可参见表 5
表 5 高性能液体粘滞阻尼器 (High Capacity Fluid Viscous Dampers) 500 KN to 9000 KN Output
A
B
Model
mm mm
500KN 3327.4 190.5
1000KN 3352.8 228.6
1500KN 3505.2 292.1
2。结构上阻尼器的安装
原则上说,阻尼器应安置在结构最大位移的可能发生方向和部位。最典型的安置方法有 以下几个位置[11]。 ⑴ 对角支撑型 (图 5,7) ⑵人字形支撑(图 5,8) ⑶ 配合基础隔振使用(图 5,9)
图 5 阻尼器的三种常见安置方式
⑷ 套索式安置(图 6,10)
图 6 套索式安置
3000KIP 3937. 406.4
4500KN 4216.4 584.2
9000KN 4572. 660.4
C mm 63.5 69.85 76.2 152.4 152.4 203.2
阻尼器制作方法范文
阻尼器制作方法范文阻尼器是一种用于减少振动、冲击或运动衰减的装置。
它通常由质量、弹簧和阻尼器组成。
下面将介绍两种不同的制作方法,即基于液体阻尼和基于材料阻尼的制作方法。
一、基于液体阻尼的制作方法:液体阻尼器是一种常见的阻尼器类型,它使用液体在运动过程中产生的流动阻力来减少振动和冲击。
以下是基于液体阻尼的阻尼器制作方法:1.准备材料:所需材料包括金属管、活塞、液体、密封件和连接件。
液体可以选择黏度较高的液体,如液体硅胶或液体齿轮油。
2.制作金属管:将金属管切割为所需的长度和形状。
可以根据具体需要选择不同直径的金属管。
3.安装密封件:在金属管的两端安装密封件,确保液体不会泄漏。
4.安装活塞:将活塞插入金属管的一端,并确保活塞可以顺畅地在其中移动。
5.添加液体:将选定的液体倒入金属管,直到液体填满金属管,并覆盖活塞。
6.密封管口:在金属管的另一端安装连接件,并用密封材料将其密封,确保液体不会泄漏。
7.测试与调整:将制作好的液体阻尼器连接到需要减震的设备上,测试其效果,并根据需要调整液体的黏度或金属管的长度。
二、基于材料阻尼的制作方法:材料阻尼器是另一种常见的阻尼器类型,它使用材料的特殊结构或性质来消耗动能,从而减少振动和冲击。
以下是基于材料阻尼的阻尼器制作方法:1.准备材料:所需材料包括橡胶块、金属板、连接件和刚性支撑材料。
2.切割橡胶:将橡胶块切割为所需的形状和尺寸。
可以选择不同硬度和厚度的橡胶块。
3.制作金属板:将金属板切割为与橡胶块相同的形状和尺寸。
4.组装结构:将橡胶块和金属板交替堆叠在一起,并使用连接件将它们固定在一起。
确保橡胶块和金属板之间的间隙均匀分布。
5.添加刚性支撑材料:在橡胶块和金属板的两侧添加刚性支撑材料,以增加阻尼器的稳定性和承载力。
6.安装阻尼器:将制作好的材料阻尼器安装到需要减震的设备上,确保其正确定位并能有效减小振动和冲击。
7.测试与调整:连接设备并测试阻尼器的效果。
根据需要,可以调整橡胶块的硬度或厚度,以获得更好的减震效果。
粘滞阻尼器选型方法
粘滞阻尼器选型方法全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:粘滞阻尼器是一种常用的工业设备,用于控制机械系统的振动和冲击。
在现代工程中,粘滞阻尼器的选择是至关重要的,它直接影响到系统的稳定性和性能。
本文将介绍粘滞阻尼器的基本原理、选型方法和实际应用。
一、粘滞阻尼器的基本原理粘滞阻尼器是一种通过粘性阻尼来减少结构振动的装置,其基本原理是通过在结构上施加阻尼力来消散振动能量。
粘滞阻尼器的阻尼力与结构速度成正比,通常用以下方程来描述:F_damping = c*vF_damping是阻尼力,c是阻尼系数,v是结构速度。
通过调节阻尼系数,可以控制阻尼器对结构振动的影响,从而实现系统的稳定性和控制性能。
二、粘滞阻尼器的选型方法1. 系统动力学分析在选择粘滞阻尼器时,首先需要对系统进行动力学分析,了解系统的振动特性和频率分布。
通过振动模态分析、频域分析等手段,确定系统的共振频率和振动模态,为后续的选型提供依据。
2. 阻尼要求分析根据系统的工作要求和振动环境,确定阻尼器的阻尼要求。
一般来说,阻尼应该能够有效减小系统的振动幅度,同时不影响系统的稳定性和性能。
3. 阻尼器类型选择根据阻尼要求和系统特性,选择合适的粘滞阻尼器类型。
常见的粘滞阻尼器包括液体粘滞阻尼器、摩擦粘滞阻尼器、磁流变粘滞阻尼器等。
根据不同的工作环境和要求,选择最适合的类型。
4. 阻尼器参数计算根据系统的动力学特性和阻尼要求,计算阻尼器的参数。
包括阻尼系数、尺寸、材料等参数,确保阻尼器能够满足系统的振动控制需求。
5. 阻尼器安装和调试选择好合适的粘滞阻尼器后,进行安装和调试。
根据设计要求和实际情况,调整阻尼器参数,确保其正常工作并有效控制系统的振动。
三、粘滞阻尼器的实际应用粘滞阻尼器广泛应用于航天、航空、汽车、建筑等领域,用于控制结构振动和减小冲击力。
在火箭发射台、汽车悬挂系统、高层建筑中,都可以看到粘滞阻尼器的身影,有效提高了系统的稳定性和性能。
粘滞阻尼器的选型是一项复杂的工程任务,需要综合考虑系统的动力学特性、阻尼要求和实际应用环境。
高层结构工程中液体黏滞阻尼器的合理设计与应用
高层结构工程中液体黏滞阻尼器的合理设计与应用1液体黏滞阻尼器技术液体黏滞阻尼器是阻尼技术在坐标阻尼器中的具体应用,它是一种使用液体作为介质的非线性阻尼装置。
从定义上看,当液体黏滞阻尼器运行时,一种液态介质(如水或聚氯乙烯)会以一定程度抵抗作用于流体的外力,使外力难以让流体流动,从而产生阻尼效果。
液体黏滞阻尼器采用微粒悬浮液体(也叫大分子系统)作为介质,其特点是黏滞程度比普通液体高得多,可以抵抗一定的刚性破坏。
在液态阻尼器中,液体的耗散摩擦力非常重要,可以增加阻尼的作用,并且可以实现可控的阻尼性能,因此被广泛应用于高层结构工程中。
2液体黏滞阻尼器的设计液体黏滞阻尼器是一种复杂的非线性系统,它在微观上由多种微粒悬浮液体组成,它们既可以增加介质的总量,又能增加液体的黏滞系数。
因此,设计液体黏滞阻尼器的过程包括:首先要考虑液体的种类,液体的粘度和温度,以及它们之间的相互作用作用;其次,需要考虑材料的选择,比如介质中的渗漏物质严重,是否需要考虑加入物理阻抗;最后,要考虑外力变化对系统状态的影响,以及系统实现良好阻尼效果的参数(如体积、外形等)。
3液体黏滞阻尼器的应用液体黏滞阻尼器具有许多优点,如可以快速实现可控阻尼性能,抗冲击力较高,对振动没有消极的影响,而且只需将设备内的液体更改就能更改阻尼量。
因此,液体黏滞阻尼器技术在提高钢结构维护性、受干扰程度和外力传递性能方面具有重要的应用前景,它的应用可以在石油、金属冶炼、机械制造、建筑工程、核电站、风力发电、机车车辆等重要工程应用领域可见。
4结论综上所述,液体黏滞阻尼器是一种基于液体悬浮微粒体系的非线性阻尼装置,它可以实现可控的阻尼效果,可以有效抑制大高层结构的振动和谐波,是重要的阻尼技术之一。
在此基础上,在进行液体黏滞阻尼器的合理设计和应用时,还需要根据高层结构特定的实际情况,综合计算液体种类、材料义性、摩擦参数和外力变化等,进行系统辨识和参数优化,最终实现更加准确、严谨、可控的高层混凝土结构安全。
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1.阻尼器应用的设计目标和理念传统建筑,无论木结构,钢筋混凝土,钢结构已经有上百年的抗风,抗震历史,为什么提出在这些建筑中添加阻尼器?精简总结,有以下几点原因:●对于一些使用要求较高的建筑结构(超高层,大跨结构等),地震,抗风形成动力难题,需要更合理的解决办法;●对比其他传统方案,减少结构受力体系的造价;●科学不断发展,开辟了解决结构工程问题的新思路;可以使结构最大限度的保持在弹性范围内工作,为结构提升安全保障。
以某抗震加固工程为例,我们对剪力墙(传统方案)和液体粘滞阻尼器两个方案从理念和计算结果作了如下对比如下表:我国现行抗震设计规范中已经开始有了关于消能减震的有关规定。
结合国内外有关阻尼器应用发展情况和我们的应用体会,我们再谈一下在建筑上使用阻尼器的目标和理念。
简单的说,我们安置阻尼器可以有以下几个目的。
A 增加抗震、抗风能力原设计可能已经可以满足所有规范规定的抗震抗风要求,加上液体粘滞阻阻尼器,在振动过程中起到耗能和增加结构阻尼的作用,从而降低结构反应的基底剪力,减少整个结构的受力,也就可以大大提高结构的抗地震能力。
同时,只要阻尼器安装的合适,设置到不同的需要方向,还可以预防和减少原设计没有考虑,或考虑不足的振动受力。
对特别重要的结构,高发地震区,花钱不多,设置这一第二防线是很值得的。
对于非严重地震区,也可以用阻尼器达到抗风和增加抗震能力的目的。
B.用阻尼器去防范罕遇大地震或大风按小震不坏大振不倒的原则,我们可以用常规的设计办法使设计满足多遇地震的抗震要求。
对于罕遇的大地震可能显得不足、不理想或不经济。
用结构的被动保护系统-特别是阻尼器来等待和解决这罕遇大地震的问题,不仅新建结构建议采用这一设计理念,原设计未设防抗震或设防不足的结构加固工程也很适于。
这一理念会带来经济实用和可靠的结果,设计的好,可以为工程节省费用。
国外抗震先进国家大都采用这一理念。
在所有可能发生地震的地区,我们主要想提出推广的这一设计理念。
国外有的工程,在结构的小振设计中也充分利用施加了阻尼器的优越。
他们大胆的用加阻尼器后的修正反应谱作结构的设计。
C.减少附属结构、设备、仪器仪表等第二系统的振动在破坏性地震震害分析中,结构内部附属结构、设备、仪器仪表等第二系统的振动和破坏越来越引起我们的注意。
从经济上看,这些内部系统的价值可能远远超过结构本身。
增加结构保护系统出于保护这一附属系统就不奇怪了。
应该说,采用阻尼器系统减少医院、计算机房、交通及航空等重要控制中心内部附属设备的振动是非常必要的。
D.解决常规办法难予解决的问题在结构设计中有时遇到高地震烈度、土质情况恶劣的地区,单纯的加大梁柱的尺寸会引起结构刚度增加,结构的周期减小,其结果可能引起更大的地震力。
结构落入这一恶性循环中。
有时用常规的办法难于解决。
著名的墨西哥市长大楼就提供了一个解脱这一恶性循环的榜样。
结构抗震如果使用液体粘滞阻尼器,本身没有刚度,也就不会改变结构的频率,阻尼器增加了结构的阻尼比,起到耗能的作用,比较容易解决这一困难问题。
在高烈度地震区,设计变得很困难的情况下,建议加入液体粘滞阻尼器重新作一下分析,可能你会得到预想不到的好结果。
E.结构上的其它需要除了提髙结构主体的的抗震抗风能力外,阻尼器还能在很多其他方面的抗振动上对结构有所帮助,可以汇总如下:●大跨空间钢结构,体育场馆,特别是开启式屋顶运动中的减振●超高层钢结构建筑抗风的TMD系统●减少楼板和大型屋盖垂直振动的TMD 系统●配合基础隔震的建筑,加大阻尼,减少位移●设备基础减振●特别重要的建筑----核电站、机场控制室●结构复杂,难于计算的建筑●加固工程中,空间受限,最好的选择●军事工程,抗爆工程当然,阻尼器还是个新生事物。
它的应用方面和理念都还在发展,并有广阔的发展空间。
3. 阻尼器的使用方法液压粘滞阻尼器几乎是唯一可以既减少结构受力又减少结构位移的消能减振阻尼器。
在结构应用中我们只要目标明确,安放合适就可以起到它的作用。
对于具体结构的安置目的,我们不妨大体分成下面二类作介绍:1)为减少主体结构的水平振动,同时减少主体结构主体结构在水平振动下的受力和位移。
包括框架结构,单厂排架系统,大跨空间结构的梁柱体系,阻尼器都可以以此为目的来设计。
2)为减少振动中整体或局部位移,以减少振动中的位移为主要目的,阻尼器本身的直接耗能可能并不大,而是寻求系统整体作用。
常用的有:●配合基础隔振加设的阻尼器:●配合屋盖系统与柱顶相连处的阻尼器:●多塔结构间连走廊处所用的阻尼器。
●减少整体结构水平振动的TMD系统●减少局部或整体垂直振动的TMD系统●设备基础及重要的管道系统用减振系统3.1 消能减震支撑阻尼器安装在建筑的不同位置,可以达到设计的不同目的。
随着阻尼器在结构抗震、抗风等工程项目上应用的发展,很多结构上采用了不同安装方式、组成不同类型的安置模型。
总结目前阻尼器在结构上的安装方式,主要有对角支撑,人字型支撑和垂直放置等。
对角支撑在结构的对角支撑的位置方向上安置阻尼器,看上去和传统的结构对角支撑很相似。
其连接方式简单,阻尼器的作用清楚,广泛被结构工程师使用,常被标为“阻尼支撑”。
实际上,对于无刚性的液体粘滞阻尼器,它完全不是一般概念下的支撑,而是仅仅增加阻尼的体系。
如果我希望它增加和刚度和阻尼两方面起作用,应该采用液体粘弹性阻尼器。
这种连接方式中,阻尼器的利用效率较低,在倾角等于37°时,仅为0.8。
注意:这样使用的阻尼器应为一端饺接、一端固结,两端铰接会形成三饺一线的失稳状态。
图3-1 某结构安置的对角支撑阻尼器人字形支撑这是一种完全用来减少水平层间位移的体系,阻尼器的一端通过一个“人”字型支撑和该层下楼层结构相连并运动一致。
而阻尼器的另一端和楼层上端结构相,运动一致。
支撑的“人”字交点处与上梁并不作受力连接(仅允许水平滑动)。
注意:人字支撑与主体柱下端(结点)的连接一定为刚性连接,切勿用成饺接。
这种连接对水平层间运动的耗能作用优于上述对角形支撑,其 f =1,但对于只连一个阻尼器的体系,“支撑”用钢量可能大于对角连接方式。
当然,人字形也可以“倒”用成“V”字形状,还可以在一套“人字支撑”上安置两个阻尼器。
图3-2 某结构安置的人字形支撑阻尼器配合伸臂桁架支撑垂直放置对于一些超高层结构,设计者通过计算发现,如果将加强层切开,放大了有弯曲变形带来的垂直相对位移,将阻尼器竖向放置,可以得到很好的减震效果。
图3-3 某结构安置的垂直放置阻尼器3.2 以减少振动中位移为直接目的的阻尼器3.2.1 配合基础隔振加设的阻尼器基础隔振改变了结构的周期,可以大大减少结构在地震中的受力。
柔性的连接将地震荷载转化消耗到结构的运动中,起了很大的减震作用。
然而,它附加产生出的位移经常是工程界难以接受的。
阻尼器可以成功地减少这一振动中的位移,它已经成为基础隔震系统中必不可少的孪生手段。
用于结构整体减少振动的隔振系统中的阻尼器应该通过计算,吨位不易过小。
图3-4 配合基础隔振使用3.2.2 减少整体结构水平振动的TMD系统常用于高层、超高层结构抗风的TMD(Tune Mass Damper)和LMD( Liquid Mass Damper)是利用一种更为巧妙的办法减少水平风振。
在一个主要结构上加设一个与目标减振振型频率一致的小结构,就可以起到减少主结构动力反应的目的(参见附录)。
而阻尼器是为了减少这个附加共振“小体系”的运动(图3-13)。
台湾101大厦的TMD系统就是这种体系应用的典型。
图3-5 台湾101大厦配合TMD系统安置图3-5 其他配合TMD系统安置3.2.3 减少整体或局部垂直振动的TMD系统以减少楼板或层盖的垂直振动为主要目的的TMD系统是花钱不多效果显著的好办法。
工程中常用到到的有以下几类:●减少大型屋盖垂直振动的TMD系统。
●减少楼板垂直振动的TMD系统。
空中走廊,过街天桥上安置的TMD系统。
图3-5 其他配合竖向TMD系统安置4. 液体粘滞阻尼器(Fluid Viscous Dampers)我们常用阻尼器,未加说明时都是指这种阻尼器。
=(4-1)F CVα这里, F –阻尼力;C -阻尼系数;α-速度指数;V-为活塞杆的速度。
这是个简单的一个公式,却也是非常容易出错的公式。
我们希望有关的设计人员在提出阻尼器的设计要求的同时,一定要自己用这个公式计算一下得到的力和速度是否合理。
图4-1 液体粘滞阻尼器5.液体粘滞阻尼器的计算分析5.1 阻尼器尺寸的估计与价格阻尼器和其他机械产品不一样,一般安在结构分析的基础上选用。
没有现成统一的价目表,寻求其价格要依据以下两个主要参数:5.2 消能减振结构的简化计算方法5.2.1设计荷载和考虑因素首先,在该标准中明确一点:所有阻尼器的设计都要基于最大地震的考虑。
●考虑最大地震下的低周大位移的衰减荷载●考虑风荷载下的髙循环小位移下的衰减●考虑重力下的受力和位移的组合●考虑相关和连接部件的抗腐蚀、老化、受潮和化学暴露的影响●考虑阻尼器的工作环境5.2.2设计参数的选取请注意以下几个参数的取值问题:设计阻尼比的选择在设计阻尼器前我们首先要设定一个目标阻尼比,通常我们建筑结构的阻尼比在1%~5%之间,原则上我们可以提高到20%~50%甚至更高,我国抗震规范则提出附加阻尼比不易超过20%。
美国ASCE-7限制阻尼比在35%以上选用。
这是因为当附加阻尼超过35%时,结构的减震效果明显降低。
一般按经验,我们常选定在20%左右。
速度指数的确定我们在有关阻尼器的中,已经介绍过关于速度指数上的问题。
阻尼器可以按照用户选定的速度指数α进行设计,用于土木结构的阻尼器速度指数一般可以取0.1~1之间。
A)线性阻尼器的阻尼力与阻尼器作用速度成线性关系,提高了耗能效果的非线性阻尼器可以在保证达到同样的减振效果的同时,降低30%以上阻尼出力,从而也减小在大震下阻尼器连接件的负荷。
B)一般的说,虽然速度指数越小时可以消耗较多的能量。
5.2.3 计算原理和步骤我国抗震规范规定:消能减震结构的地震影响系数可根据消能减震结构的总阻尼比按规范(抗震规范)5.1.5条的规定采用。
当建筑结构的阻尼比按照有关规定不等于0.05时,地震影响系数曲线的阻尼调整系数和形状参数为:曲线下降段的衰减指数0.050.90.36ξγξ-=++;(1) 阻尼调整系数20.0510.08 1.6ξηξ-=++; (2)消能减震结构的总阻尼比应为结构阻尼比和消能部件附加给结构的有效阻尼比之和 消能部件附加的有效阻尼比可按下式估算:/4a cj s jW W ξπ=∑ (3)式中a ξ为消能减震结构的附加有效阻尼比, cj W 为第j 个消能部件在结构预期层间位移j u ∆下往复一周所消耗的能量;s W 设置消能部件的结构在预期位移下的总应变能;不计及扭转影响时消能减震结构在其水平地震作用下的总应变能可按下式估算:(1/2)s i i W Fu =∑ (4) 式中i F 质点i 的水平地震作用标准值;i u 质点i 对应于水平地震作用标准值的位移;速度线性相关型消能器在水平地震作用下所消耗的能量可按下式估算:2221(2/)cos cj j j j W T C u πθ=∆(5) 式中1T 消能减震结构的基本自振周期;j C 第j 个消能器由试验确定的线性阻尼系数;cos j θ第j 个消能器的消能方向与水平面的夹角;j u ∆第j 个消能器两端的相对水平位移;工程中利用粘滞阻尼器直接消能减震时基本以非线性阻尼器为主,速度指数取值一般在0.3~1.0之间,原因是非线性阻尼器在低速运动(如小震或风荷载)中也可以获得较好的减震效果,提供较大的出力,并吸收更多的能量,获得更大的滞回曲线。