工程结构粘滞流体阻尼器减振新技术及其应用
BND工程结构抗震粘滞流体阻尼器在2008年北京奥运会等重点工程中应用实例简介
第33卷 增刊2007年12月四川建筑科学研究Sichuan B uilding Science收稿日期22作者简介刘康安(6),男,山东泰安人,高级工程师,总经理,主要从事减振产品的研发。
LK @BND 工程结构抗震粘滞流体阻尼器在2008年北京奥运会等重点工程中应用实例简介刘康安,彭枫北(南京丹普科技工程有限公司,江苏南京 210041)摘 要:介绍了几个应用BND 粘滞阻尼器的代表性工程,应用研究表明,粘滞阻尼器可以较好地减小结构的振(震)动响应,具有较为广泛的应用范围。
关键词:建筑结构;粘滞阻尼器;消能减振中图分类号:T U35211 文献标识码:B 文章编号:1008-1933(2007)增刊-0089-031 BND 粘滞流体阻尼器的研发BND 型工程结构粘滞流体阻尼器是南京丹普科技工程有限公司和东南大学土木工程学院在1999年共同研制成功的(图1),具有自主知识产权的专利产品。
该结构采用流体传动控制理论中的压力形成、传递、能量转换和压降原理,是一种典型结构消能装置,其减震机理是将结构的部分振动能量通过阻尼特定的材料发生粘滞耗散其能量,达到减少结构的振动反应,保证结构在地震或风振条件下,能够实现安全工作的目的。
这也是我们“抗震减灾,造福人类”的宗旨和基本出发点。
图1 BN D 型工程结构粘滞流体阻尼器研发过程中,我们分别在香港理工大学、广州大学、东南大学、河海大学、上海建筑科学研究院、台湾(国立)中兴大学多次进行力学性能、温度、寿命(老化)、震动等试验。
试验结果表明:BND 粘滞流体阻尼器符合国家相关规范的要求,达到了国外同类产品的水平。
在包括台湾在内的多座重点工程上成功应用,取得了令人满意的效果。
研发工作取得进展后,在江苏省建设厅的帮助、指导组织下,于2000年2月对BND 型工程结构粘滞流体阻尼器产品的抗震性能进行鉴定。
鉴定结果认为:“取得了具有开创性成果,具有明显消能减振效果”。
粘滞阻尼器减震隔震技术
粘滞阻尼器减震隔震技术
粘滞阻尼器是一种常用于减震隔震技术的装置，它的作用是通
过粘滞阻尼材料的粘滞特性来吸收和消散震动能量，从而减少结构
物体受到的震动影响。
粘滞阻尼器通常由粘滞材料、支撑结构和外
壳组成。
从技术角度来看，粘滞阻尼器的工作原理是利用粘滞材料的内
部分子在受到外力作用时发生相对滑动，从而将机械能转化为热能，达到减震的效果。
这种技术可以有效地减少建筑结构、桥梁、机械
设备等受到的地震、风载等外部振动的影响，提高其抗震性能和安
全性能。
在工程实践中，粘滞阻尼器广泛应用于高层建筑、大型桥梁、
风力发电机组等工程结构中，通过合理设计和布置粘滞阻尼器，可
以显著改善结构的减震隔震性能，从而保护结构和设备的安全运行。
此外，粘滞阻尼器的设计和应用也涉及到材料科学、结构工程、力学等多个学科领域，需要综合考虑材料的选择、结构的设计、安
装位置等因素，以达到最佳的减震效果。
总的来说，粘滞阻尼器作为一种重要的减震隔震技术，在工程实践中发挥着重要作用，通过合理的设计和应用，可以有效地提高建筑结构和设备的抗震性能，保障人们的生命财产安全。
工程结构减震控制技术的研究及应用
工程结构减震控制技术的研究及应用随着现代城市的快速发展，高建筑、大桥、隧道等工程结构的建设日益增多，这些工程结构面对自然灾害和人工因素对其造成的威胁不断加剧。
地震是其中最为严重的威胁之一，强震往往能给人们带来不可挽回的损失，如何减少地震对工程结构的破坏，保障人民生命财产安全，成为了当前工程技术领域亟待解决的问题之一。
本文将从减震控制技术的角度出发，探讨减震控制技术的研究及应用现状。
一、减震控制技术的研究现状减震控制技术最早起源于20世纪，当时主要采用的方法是增加等效阻尼或阻尼器，但是这些方法在实际应用中发现效果并不理想，阻尼器使用寿命短，且易损坏；因此，人们开始发展利用主动控制技术进行减震。
随着计算机技术的日益成熟，人们逐渐将主动控制技术引入到减震控制技术的研究中，通过计算机对结构的振动状态进行监测和分析，进而对结构进行主动调节。
如：加装自适应液压减震器、利用智能材料进行控制等。
纵观减震控制技术的发展，目前主要存在两种方法：被动控制和主动控制。
被动控制方法主要是通过钢板摆、液态防盗器、粘滞阻尼器等等被动力学装置来约束结构振动，传递外荷载和能量。
而主动控制方法则通过安装主动负反馈控制器或智能材料等设备来实现结构反馈的调节，从而达到减小地震震源的目的。
二、减震控制技术的应用现状虽然减震控制技术已经在实践应用中证明了其重要性和必要性，但是由于技术成熟度和态度束缚等因素的影响，其普及程度并不高。
中国近年来在这一领域发展很快，也相应有不少建筑采用减震控制技术，如北京大学刘道玉楼、上海环球金融中心等。
这些建筑的减震系统采用了主动控制技术或者结构上采用了减震支撑系统，在发生地震时积极地发挥了安全保障的作用，保障了人民的生命与财产安全。
第二波序列信号分析法（Fourier法）被长期应用于建筑结构减震控制技术研究，这种方法以频域为基础，对结构振动特性进行分析，利用频率滤波的方法来减少地震对结构的破坏。
另外，还有子空间迭代法、广义平衡降阶法等算法也成为建筑结构分析领域的经典技术。
粘滞阻尼减震结构研究与应用
地震 发 生时 ，由于地 面震 动 而产 生 的 巨大 能量 都 由结 构 自身 吸 的抗 热 、抗氧 性 、化 学惰性 以及 足够 的粘性 。有 机硅油 的粘 性使 阻尼 收 ，吸收 的过程 即能量转换 的过程 ，传 统 的抗 震结构 利用 自身 的抗震 器滞 回曲线饱 满 ，证 明其具 有 良好 的耗 能特性 。另外 ，有机 硅油在 温 ６ ￣～ ０ ￣度 ２ 特性完 成此过程 ，在过程 完成后 ，结构 可能会 出现一 定程度 的破坏 。 度为 ．０Ｃ ２ ０（ 之间其 粘 温系数 稳定 ，能够满 足一般 结构 的工作 为 了使结构达 到 “ 小震不 坏 、中震 可修 、大震 不倒 ” 的设 防标准 ，对 环境要 求 。 于结 构的主要 承重部分采取 了大量 的概 念设计 ，但 实际情况 并不容乐
城市建设 ｌ
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粘 滞 阻尼 减 震 结 构 研 究 与应 用
张 文旭 九 江 学 院 土木 与城 建 学 院 ３ ２ ０ ３０５
摘要 ：本文介绍 了粘滞 阻尼减震技 术的概念 与原理 ，然后 对其 中所涉及到的粘滞流体 材料 进行 了介 绍 ，并且部 分列举 了该技术在 国内外 的应 用 ，最后对该技术 目前仍存在 的问题及 未来的发展 前景进行 了分析 。
２ 粘滞流体 的类型与特性 ．
根据 粘滞 阻尼 器 的原理 ，不 同的粘 滞 流 体给 结构 带来 的影 响不
（ ） 构设计人 员应 转 变既有观 念 ，加强 对新 技术 的应用 。 ４ 结
由于粘滞 阻尼减震 技术 相较 于传统抗 震技术 ，具有高效 、安全 、 同。粘滞 流体对阻尼器 性能 的影响主 要集 中在该 种流体 的流动性 、粘 经济等优 势 ，并且 已经 被为数 不少 的工程 实践所验证 ，可 以相 信 ，包 性 以及对温度 的适应能 力上 。 目前常 用的材 料有 液压油 、有机硅 油和 括 粘滞 阻尼 减震技 术在 内 的新 型减震 技术将 成为未来 结构设计 的重要
阻尼减振实验报告
阻尼减振实验报告一、实验目的本次实验旨在通过阻尼减振实验，掌握阻尼减振的基本原理和方法，了解不同材料和结构的阻尼器对振动的影响，为工程设计提供理论依据。
二、实验原理1. 阻尼减振的基本原理阻尼是指在弹性系统中，由于介质或结构自身内部存在一定摩擦力而产生的能量损耗。
当弹性系统受到外界作用力时，会产生振动。
若在系统中引入一种具有耗散能力的元件（即阻尼器），则可以将系统的振动能量转化为热能等其他形式的能量而消耗掉，从而达到减小振幅和延长振动周期的目的。
2. 阻尼器分类及其特点（1）粘滞阻尼器：利用黏性流体或粘性材料来消耗机械能。
（2）干摩擦阻尼器：利用干摩擦来消耗机械能。
（3）液压阻尼器：利用流体黏滞度使机械能转化为热能。
（4）涡流阻尼器：利用涡流的能量损耗来消耗机械能。
（5）气体阻尼器：利用气体的黏滞性消耗机械能。
3. 实验装置实验装置主要由振动台、试件、阻尼器以及传感器等组成。
其中，振动台为试件提供振动力，传感器用于测量试件的振动响应，阻尼器则通过将试件与振动台之间引入一定的耗散元件来减小试件的振幅和延长其振动周期。
三、实验步骤1. 将试件与阻尼器固定在振动台上，并将传感器安装在试件上。
2. 调整振动台频率为所需频率，并调节幅值为适当大小。
3. 记录下未加入阻尼器时的试件振幅和周期，并记录下传感器输出信号。
4. 依次加入不同类型和数量的阻尼器，并记录下每次加入后试件的振幅和周期以及传感器输出信号。
5. 分析不同类型和数量的阻尼器对试件振幅和周期的影响。
四、实验结果分析1. 不同类型阻尼器对试件的影响（1）粘滞阻尼器：由于黏性流体或材料的存在，粘滞阻尼器可以有效地减小试件振幅，并延长其振动周期。
（2）干摩擦阻尼器：干摩擦阻尼器的减振效果较差，但其对试件的影响较为稳定。
（3）液压阻尼器：液压阻尼器可以通过调节流体黏滞度来实现不同程度的减振效果，且具有较高的可调性。
（4）涡流阻尼器：涡流阻尼器可以在不损失机械能的情况下消耗掉试件的振动能量，但其减振效果较差。
黏滞阻尼器在框架结构抗震加固中的应用与研究
黏滞阻尼器在框架结构抗震加固中的应用与研究摘要：近年来利用阻尼器对既有建筑结构进行减震加固得到了广泛关注。
本文建立了某实际4层框架结构的非线性模型，然后设置黏滞阻尼器（VFD），利用时程分析法对有、无控结构进行地震响应分析计算，得出该结构的耗能减震效果。
最后利用云图法，选取数条地震波对结构进行分析计算，对有、无控结构进行概率地震分析，通过对比概率需求模型、易损性曲线的差异分析黏滞阻尼器的耗能减震作用。
计算结果表明，通过对该结构设置若干VFD，结构的地震响应得到显著地减小，结构整体减震效果明显；有控结构的地震需求易损性曲线相较无控结构趋于平缓，表明VFD对该结构的耗能减震加固作用明显。
关键词：框架结构；黏滞阻尼器；非线性时程分析；云图法；结构概率地震需求分析耗能减震技术就是在结构的选定位置增设耗能装置，在小震作用下，耗能装置和结构一并处于弹性状态，可减小结构的地震响应，使结构主体处于安全范围，一旦出现大震，这些装置可以在结构破坏前率先达到屈服状态，来消耗大部分能量。
近年来利用耗能减震器对既有建筑结构进行减震加固得到了广泛关注。
1.消能减震的概念及耗能原理为了达到消震减能的目的，可以通过消能装置的安装来避免主体结构因地震能量而响应而造成的破坏，究其本质，消能减震技术是一种加固技术。
传统的抗震思路是进行“硬抗”，但却存在诸多的弊端问题。
而消能减震技术，则能够避免传统抗震加固的不足，通过“以柔克刚”的方式进一步达到抗震加固的效果。
从消能减震结构角度来看，其方式就是融入了减震控制思想，在原结构当中增加了消能减震装置，从而形成新的结构系统，图1对其进行了展现，通过图中资料的了解，无论是原结构还是消能减震装置，都是新结构系统的重要组成部分，并且在其中发挥了重要的作用。
相较于原结构而言，新结构系统在效能能力以及动力特征方面有自身的独特性，能够降低原结构承受的地震作用，这也是进行地震反应控制的一种有效方式，其目的是为了减少对主体结构造成的损害。
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。
阻尼技术的工程应用
阻尼技术的工程应用阻尼技术在工程领域中有着广泛的应用，包括建筑结构、机械设备、交通工程等多个领域。
阻尼技术通过增加系统的能量损耗，能够有效地减少振动和震动对设备和结构的影响，提高系统的稳定性和安全性。
本文将围绕阻尼技术在不同工程领域的应用展开说明。
一、建筑结构工程中的阻尼技术应用在地震活跃地区，建筑结构需要考虑地震对其的影响。
阻尼技术被广泛应用于建筑的抗震设计中，以减少地震对建筑结构的影响。
阻尼器是一种常见的阻尼技术，在建筑结构中起到减震的作用。
阻尼器可以通过转化结构的动能为热能，从而减小结构的振动幅度。
在高层建筑、桥梁、大型体育馆等建筑中都可以看到阻尼器的身影，它们成为了建筑结构抗震设计中的重要组成部分。
二、机械设备中的阻尼技术应用在工业生产中，许多机械设备在运行时会产生振动和震动，严重影响设备的功能和使用寿命。
而阻尼技术的应用可以有效地减小机械设备的振动和震动。
风力发电机组在风能转换的过程中会产生振动，而通过在旋转部件上加装阻尼器，可以减小振动对整个风电系统的影响，延长设备的使用寿命。
汽车、飞机等交通工具上也广泛应用了阻尼技术，从而提升了交通工具的舒适性和安全性。
三、交通工程中的阻尼技术应用交通工程中，特别是桥梁和隧道工程中，振动和震动是一个常见的问题。
阻尼技术在这些工程中有着重要的应用。
在桥梁设计中，可以通过设置阻尼器来减小桥梁在风力或地震下的振动幅度，提高桥梁的安全性和稳定性。
在地铁和隧道工程中，阻尼技术可以减小列车通过隧道时产生的空气冲击和压力波，降低振动和噪音对周围环境及设施的影响。
在以上的工程领域中，阻尼技术发挥了重要的作用，提高了建筑结构、机械设备和交通工程系统的稳定性和安全性。
随着科学技术的不断进步，阻尼技术也会不断得到发展和完善，为更多领域的工程应用带来新的可能性。
阻尼器在高层钢结构中的减震性能对比分析
阻尼器在高层钢结构中的减震性能对比分析一、摩擦阻尼器：摩擦阻尼器通过利用摩擦力和滑移来吸收和消散地震能量。
这种阻尼器结构简单，施工方便，性能可靠。
但是摩擦阻尼器存在一定的摩擦衰减和滑动位移问题，会导致减震效果不稳定。
二、液体阻尼器：液体阻尼器是利用流体阻力来吸收和消散地震能量的，通常采用液压油作为工作介质。
液体阻尼器具有较好的减震性能和稳定性，能够在较大的位移和力下工作。
液体阻尼器需要专业维护和管理，且受液体泄漏和温度变化的影响较大。
三、粘滞阻尼器：粘滞阻尼器是利用粘滞阻力来吸收和消散地震能量的，适用于高层钢结构的抗震设计。
粘滞阻尼器具有较好的减震性能和稳定性，且对环境条件的变化不敏感。
但是粘滞阻尼器需要定期检查和更换，且其减震性能受温度影响较大。
结论：从以上对比分析来看，不同类型的阻尼器在高层钢结构中的减震性能各有优缺点。
摩擦阻尼器施工方便，但减震效果不稳定；液体阻尼器具有较好的减震性能和稳定性，但需要专业维护和管理；粘滞阻尼器具有较好的减震性能和稳定性，但需要定期检查和更换。
在选择适合高层钢结构的阻尼器时，需要综合考虑减震效果、施工方便性、维护成本等因素，以确定最合适的阻尼器类型。
参考文献：[1] 王洪海. 摩擦隔震装置的减震设计[J]. 工程力学, 2002, 19(2): 156-160.[2] 刘娟, 胡乃正在. 液体阻尼器在高层钢框架结构中的应用研究[J]. 土木建筑与环境工程, 2013, 35(02): 40-43.[3] 阳晓, 郭树杰. 高层建筑粘滞阻尼器的抗震分析[J]. 土木工程与管理学报, 2013, 30(06): 132-136.。
大跨空间结构采用粘滞阻尼器的减震分析和优化设计共3篇
大跨空间结构采用粘滞阻尼器的减震分析和优化设计共3篇大跨空间结构采用粘滞阻尼器的减震分析和优化设计1在大跨空间结构中，地震是一个常见的自然灾害，其震动所带来的巨大能量在结构中可能会造成毁灭性的破坏。
因此，大跨空间结构的减震设计显得尤为重要。
粘滞阻尼器是一种常见的减震装置，其通过变形耗能的方式将地震所带来的能量吸收并转化为热能，起到减震作用，是目前公认效果较好的减震装置之一。
本文将重点介绍大跨空间结构采用粘滞阻尼器的减震分析和优化设计。
一、粘滞阻尼器的原理粘滞阻尼器作为一种常见的减震装置，其核心原理就是通过粘滞材料的变形使得振动能量发生转化，从而吸收地震所带来的能量，起到减震作用。
粘滞阻尼器的工作原理可以简单地分为两个过程：摩擦过程和黏滞过程。
摩擦过程是指阻尼器中两个摩擦面之间的相对运动，进而转化为摩擦热，从而吸收相应的能量。
在摩擦过程中，摩擦力与运动速度成正比，这是一种非线性的现象。
因此，在进行减震设计时需要考虑不同速度下的摩擦力。
黏滞过程是指粘滞材料内部的物质分子在外力作用下产生变形，从而能量被消耗，将振动能量转化为热能。
黏滞过程与摩擦过程不同，它是一种线性现象，其阻尼力与速度成线性关系，因此，可以通过增加黏滞材料的数量或者粘滞材料的厚度来增加黏滞阻尼器的阻尼力。
二、大跨空间结构采用粘滞阻尼器的减震分析对于大跨空间结构的减震分析，需要从结构的柔度、阻尼和质量三个方面考虑。
其中，柔度主要指结构的弹性变形能力；阻尼主要指减震系统对地震波进行耗能的能力；质量主要指结构的惯性质量，即结构在地震作用下惯性力的大小。
在粘滞阻尼器的应用过程中，阻尼器的刚度、阻尼比以及黏滞剪切模量等都是影响减震效果的重要因素。
根据实验结果表明，不同刚度的阻尼器对应不同的阻尼比，这是由于阻尼器的线性变形特性与其阻尼比的特征值有关。
针对此问题，研究者提出了一种基于相对刚度贡献的阻尼器刚度优化方法，有效提高了系统的阻尼比和耗能能力。
工程结构粘滞流体阻尼器减振新技术及其应用
图1单出杆型流体阻尼器我们研制的阻尼器是采用双出杆的型式(见图)[8,9]来解决“真空”问题的,由于双出杆型流体阻尼器在活塞运动时,活塞前后的体积变化会得到补偿,油缸内的总体积不会发生变化,这样油缸内的压强也不会产生过大变化,从而避免了前述单出杆流体阻尼器的弊病.在活塞两面对称开孔,其上安装阻尼螺钉,阻尼螺钉上开小孔作为阻尼孔,这样图2双出杆型流体阻尼器2.3粘性流体材料的耗能机理材料有弹性材料、粘性材料和粘弹性材料之分,理想弹性材料只能储存能量,而不能耗散能量;相反理想粘性材料则只能耗散能量,而不能储存能量,即无刚度;粘弹性材料则介于二者之间,既能储存能量,又能耗散能量;3种材料的应力应变关系曲线(滞回曲线)如图3所示.作为阻尼器阻尼介质的理想的粘滞流体材料应具有以下特性:①高粘度;②无毒;③高闪点;④对温度的敏感性差;⑤抗老化;⑥不易挥发.实际上完全理想的粘滞流体(a)弹性材料(b)粘性流体(c)粘弹性材料图33种材料的应力应变关系(滞回曲线)流体分子之间存在相互吸引的内聚力,流体和固体之间又作用着附着力,流体在流动时呈现出内摩擦力,粘性有机流体材料分子与分子之间的内聚力或物理缠结较弱,在很小的外力作用下,分子与分子之间很容易产生相对变形、滑移、扭转,当外力除去后,分子间的变形、滑移、扭转基本上不能复图4阻尼孔剖面示意图1处压强和速度分别为P1,v1,阻尼孔道出口断面22处压强和速度分别为P2,v2,因流体是纯粘性的(牛顿流体),流体在阻尼孔内为层流,则v1=v2= v,给出进口腔体S S断面和阻尼孔进口11断面的伯努利方程[8,10]:P sρg+αs v2s2g=P1ρg+αv22g+ζ1v22g(7)式中,αs和α分别为S S断面和11断面处的动图5典型阻尼器阻尼力位移滞回曲线2)流体阻尼器在微小的位移下即能耗能,即使在位移幅值为1mm时,流体阻尼器的阻尼力位移关系滞回曲线也接近于一个椭圆(当激振频率较小时,由于摩擦力的影响,接近于一个矩形).3)阻尼器工作一段时间后,明显可以感觉到图6足尺阻尼器阻尼力位移滞回曲线(f=4.0Hz,u=4mm)6)同一温度,在相同的输入位移下,随着激励频率的增大,滞回曲线逐渐趋于饱满,表明流体阻尼器的阻尼力随激励频率的增大而增大,耗能能力也随激励频率的增大而增强.图7为足尺阻尼器F5(装有2个直径1.8mm阻尼孔、阻尼介质为动力粘度μ=0.49Pa·s的H201甲基硅油),在位移幅值为10mm、温度为+22～+25℃时变化激振频率所得到的阻尼力位移滞回曲线.图7不同激励频率下阻尼器的阻尼力位移关系滞回曲线(4条曲线自里向外依次为f=0.2,0.5,1.0和1.5Hz)7)在相同的温度和激励频率下,随着输入位移幅值的增大,滞回环所包围的面积逐渐增大,耗能能力也随输入位移幅值的增大而增强.图8为足图8不同位移幅值下阻尼器的阻尼力位移关系滞回曲线(f=0.5Hz,4条曲线自里向外依次为u0=6,10,15和20mm)8)保持激励频率、输入位移和阻尼介质粘度不变,随着环境温度的改变,滞回环的大小和形状也有所变化,总的趋势是,随着环境温度的降低,阻尼力有所增大(但是也有个别例外),但是增幅不明显,最大值和最小值相差约20%～25%.9)在相同温度、相同的位移幅值和激振频率下,随着阻尼介质粘度的增加,阻尼力随之增大.图9为采用4种不同粘度的阻尼介质的足尺阻尼器的对比试验结果.可以看出,保持激励频率、输入位移幅值和阻尼孔的大小不变,改变阻尼介质粘度时流体阻尼器的耗能能力随粘度的增加而增大,最大和最小的阻尼力峰值相差约60%.图9阻尼器在不同阻尼介质时的阻尼力位移关系滞回曲线(f=0.5Hz,4条曲线自里向外依次为μ=0.1,0.34,0.49和1.94Pa·s)10)保持激励频率、输入位移幅值和阻尼介质不变,随着阻尼孔增大,滞回环逐渐趋于扁平;反之,随着阻尼孔的减小,阻尼力成倍增加,滞回环逐渐趋于饱满,耗能能力也随之增大,变化幅度非常明显.ve j,i=cos C v e j,i( X- X)(16a)(a)(b)图10阻尼器连接方式对于按照图10(b)所示方式设置流体阻尼器的结构,第j楼层的第i个阻尼器对结构提供的水平控制力为F ve j,i=C ve j,i( X j- X j-1)(16b)式中,θj,i为第j楼层的第i个阻尼器相对水平方向。
粘滞阻尼器减震结构设计方法及计算实例
引言 在过去的几十年中，结构振动控制在全世界范围 内引起了广泛的关注，国内外很多学者在结构控制的 方法、理论、试验和应用等方面进行了深入研究并取 得了大量研究成果，其中已有许多技术成功地应用于 工程实践。 结构振动控制中的基础隔震技术最为成熟， 工程应用比较多， 但其应用范围受到限制。 主动控制、 半主动控制以及混合控制的实际应用尚不成熟且成本 较高。相比之下，耗能减振技术概念简单、机理明确、 减震效果明显、安全可靠、经济耐用，并且具有较大 的应用范围，适用于不同烈度、不同抗震要求的建筑 物；对于新建筑的抗震控制和现有建筑的加固维修均 可应用。经过近几十年的发展，人们开发出了大量的 消能减震装置，按其消能机理不同分为以下四类：粘 弹性阻尼器、粘滞性阻尼器、金属屈服阻尼器和摩擦 阻尼器，前两类称为速度相关型阻尼器，后两类称为 0
具体设计时，根据场地条件，选定分析所用的地 震波，对无阻尼器原型结构进行时程分析，求得最大 层间位移角 θ0。确定减震结构所需满足的最大层间位
移角限值 θd， 计算所需的位移减震率 μd=(θ0-θd)/θ0，根 据前述结构等效单自由度体系的位移减震率 -附加阻 尼比曲线（μd-ξa 曲线）并参考底部地震剪力减震率 附加阻尼比曲线（μf-ξa 曲线）确定所需的附加阻尼比 ξa。上述过程也可以通过对无阻尼器原结构进行不同 阻尼比下的反复试算， 以确定达到指定层间位移角时， 所需的附加阻尼比 ξa。 1.3 阻尼器参数及数量的确定 抗震规范[1]中给出了计算消能部件附加有效阻尼 比 ξa 的公式：
f
S0,max S c,max S0,max
(2)
S0,max 为无附加阻尼单自由度结构底部地震剪力 式中： Sc,max 为附加阻尼比 ξa 后单自由度结构底部地 最大值； 震剪力最大值。 单自由度结构 ξa-μd 曲线和 ξa-μf 曲线可通过数值 方法求解 Maxwell 模型的平衡及协调方程得到[2]。本 文在计算中发现， 单自由度结构 ξa-μd 曲线和 ξa-μf 曲线 主要受结构自振周期 T、结构自身阻尼比 ξs 和地震波 类型的影响，与地震波峰值等因素无关。为满足下文 中消能减震结构优化设计的需要，图 2 给出了一幢方 钢管混凝土框架高层[3]的等效单自由度结构的 ξa-μd 曲 线和 ξa-μf 曲线， 曲线所对应的参数为： 自振周期 T=4s， 结构自身阻尼比 ξs=0.035，地震波为 SHW2 波，单自 由度结构质量取实际结构的总质量。图中同时给出了 该实际结构的计算曲线，其中实际结构的位移减震率 μd 取层间位移角最大值的减震率。 从图中可以看出，ξa-μd 曲线吻合较好，而 ξa-μf 曲 线虽然差别较大，但变化趋势相同。从图 2(b)可以看 出， 单自由度结构和实际结构在附加阻尼比 ξa 大于 0.2 后，底部地震剪力都不再继续减小，甚至开始增大， 而此时随着附加阻尼比的继续增大，图 2(a)中的位移 减震率仍在大幅度的减小，说明结构的构件层间剪力 也在不断减小，此时，由层间地震剪力和层间构件剪 力所形成的不断增大的差额则要由不断增大的阻尼力 来填补。由此说明，过多地设置阻尼器，并不能有效 地减小地震力，甚至会使地震力增大，从而使继续增 加的阻尼器主要用来抵抗增大的地震力，从而导致不 经济的减震设计方案。因此，在由 ξa-μd 曲线确定所需 的位移减震率的同时，还应参考 ξa-μf 曲线，以保证所 需的附加阻尼比不会导致地震力的增大，由图 2(b)可 知，对于此结构当附加阻尼比 ξa>0.2 时，地震力不再 减小，减震效率开始降低。
粘滞流体阻尼器在高层建筑减振设计中的应用研究
粘滞流体阻尼器在高层建筑减振设计中的应用研究发表时间：2018-09-20T11:09:54.723Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第14期作者：李世军[导读] 工程结构采用粘滞流体阻尼器的减振设计原理在地震或风作用下，建筑结构接收了输入能量。
摘要：结构消能减振（也称“消能减震”）技术就是一种结构控制技术，它是通过在结构的适当位置安装消能减振装置，利用这些装置的耗能来减小结构在强震和大风作用下的振动反应，并被认为是减轻结构地震和风振反应的有效手段。
工程结构粘滞流体阻尼器就是这样一种减振装置。
基于此，本文主要对粘滞流体阻尼器在高层建筑减振设计中的应用进行分析探讨。
关键词：粘滞流体阻尼器；高层建筑；减振设计；应用研究1、前言工程结构采用粘滞流体阻尼器的减振设计原理在地震或风作用下，建筑结构接收了输入能量，这种输入能量被转化为结构的动能和变形能，从而引起结构的振动反应（加速度、速度和位移）。
在此过程中，当结构的总变形能超越了结构自身的某种承受极限时，便会发生损坏甚至倒塌。
如何减小工程结构在强震和大风作用下的动力反应，满足承载力、变形能力和稳定性的要求，是一个全新的研究领域。
结构控制的概念可以简单表述为：通过对结构施加控制机构，由控制机构与结构共同承受振动作用，以调谐和减轻结构的振动反应，使它在外界干扰作用下的各项反应值被控制在允许范围内。
2、消能方案因结构体系抗震有问题，需要采取减振措施，考虑到产品性能的稳定性以及在我国市场上的成熟程度，考虑采用粘滞流体阻尼器作为结构消能减震装置，在地震作用下，工程结构的动力反应都是多自由度低频振动，根据现行抗震设计方法三水准的设防要求，可使建筑物“裂而不倒”，但在能量转换或消耗中，承重构件要出现损坏，即依靠承重构件的损坏消耗大部分能量，这往往导致结构构件在地震中严重破坏，并危及整体结构，使震后很难恢复建筑物功能，这在经济利益上是极不合理的，尤其对于使用要求比较高的重要建筑物，震后功能的恢复将花费巨额资金。
隔震支座与粘滞阻尼器在隔震结构中的应用
隔震支座与粘滞阻尼器在隔震结构中的应用摘要：隔震结构是一种建筑结构形式，它通过利用弹性材料、减震器、承重墙等隔震材料，使建筑体系与地基之间产生阻尼，从而减少地震对建筑物的影响。
隔震结构被广泛应用于地震频繁的地区，如日本、美国加州等地。
隔震支座作为一种用于建筑和桥梁等结构的装置，通过在结构与地基之间引入柔性支撑材料，实现结构与地基的隔离，以降低结构受到外力引起的震动响应。
隔震支座的应用在抗震设计中发挥着重要的作用，可以保护结构和人员的安全。
基于此，本篇文章对隔震支座与粘滞阻尼器在隔震结构中的应用进行研究，以供参考。
关键词：隔震支座；粘滞阻尼器；隔震结构；应用分析引言隔震支座的原理是通过弹性和动力隔离来减缓结构震动的机制。
隔震支座在建筑、桥梁、工业设备和文物保护等领域中的应用十分广泛。
隔震支座虽然在抗震设计中具有许多优点，但也存在一些挑战和限制。
其中包括支座的材料选择、刚度调整、施工过程中的工程实施和维护等问题。
隔震支座的应用不仅可以保护结构和人员的安全，还能延长结构的使用寿命，降低维修成本。
因此，在实际工程中，合理选择隔震支座，并进行适当的设计和施工，对于提高结构的抗震性能具有重要意义。
1引入隔震结构的背景和意义隔震结构的引入背景和意义是因为地震是一种常见的自然灾害，它会对建筑物及其内部设施造成巨大破坏，严重威胁人类的生命安全和财产安全。
为了减少地震对建筑物的影响，人们通过研究隔震技术，设计出了隔震结构，使建筑物能够在地震中保持相对稳定，减少破坏和损失。
隔震结构的引入还有其他的意义，如：（1）增强建筑物的耐震性能，提高其抵御自然灾害的能力。
（2）减少地震对人类的伤害和财产损失，保障人们的生命安全和财产安全。
（3）提高建筑物的使用寿命，减少维修和修缮费用。
（4）增加建筑物的经济效益和社会效益，提高建筑物的价值和品质。
因此，隔震结构的引入具有重要的意义和价值，它是建筑结构领域的一项重要技术创新，为保障人类的安全和财富做出了重要贡献。
阻尼技术的工程应用
阻尼技术的工程应用
阻尼技术是指通过某些材料、结构或机械装置等，将能量转化为热能来减弱或消除振动、冲击或运动过程中的晃动、波动等现象。
阻尼技术在工程领域有广泛的应用，以下列举几个常见的应用案例：
1.建筑结构防震：阻尼器作为一种主要的阻尼技术，已被广泛应用于高层建筑、桥梁和大型机械设备等领域。
它可以通过吸收和转换地震或风力等外部力量，减少建筑结构的震动，提高建筑物的稳定性和安全性。
2.汽车减震器：汽车减震器也是一种常见的阻尼技术应用。
通过减少车辆行驶中的震动和冲击，汽车减震器可以提高车辆的稳定性和乘坐舒适度，保证驾驶安全。
3.飞机起落架减震器：飞机起落架减震器同样也采用了阻尼技术，它可以通过减缓飞机降落时的冲击力，保证飞机的机身和起落架不受损伤，确保飞机的安全起降。
4.船舶防晃技术：海上风浪大，船舶容易出现晃动、翻覆等情况。
通过采用阻尼技术，如设立阻尼器、改变船体结构等方式，可以减少船舶在波浪中的晃动，保证船舶和人员的安全。
5.桥梁振动控制：桥梁受到车辆行驶和风力等因素的影响，容易出现振动现象，严重时会导致桥梁的垮塌。
通过采用桥梁阻尼器、调整桥梁结构等方式，可以有效地控制桥梁的振动，提高桥梁的使用寿命和安全性。
总之，阻尼技术在工程领域有着广泛的应用，能够有效地控制震动、波动等现象，提高工程的稳定性和安全性。
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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浅谈消能减震技术
浅谈消能减震技术消能减震技术是指利用材料本身的能量吸收和释放特性，能够减轻地震、风灾等自然灾害对建筑物及结构的影响，减少损失和保护人身安全的一种技术。
随着科技的发展，消能减震技术的应用越来越广泛，对于抗灾减灾起着重要的作用。
本文将从消能减震技术的原理、应用和发展前景等方面进行探讨。
一、消能减震技术的原理消能减震技术主要包括了粘滞阻尼器、摩擦阻尼器、隔震支座等。
这些技术主要利用材料的特性来达到减轻地震等自然灾害对建筑物及结构的影响。
粘滞阻尼器是一种通过材料的粘滞特性来吸收和释放能量的技术，主要由粘滞片、粘滞剪力器等组成。
摩擦阻尼器则是利用材料的摩擦力来阻尼振动，通过调整摩擦系数和压力来实现减震效果。
隔震支座则是通过一定的几何形状和材料结构来达到减震的效果，可以将建筑物和地基隔离开来，减少地震对建筑物的影响。
消能减震技术在建筑结构、桥梁、输电线路等领域都有着广泛的应用。
在建筑结构中，消能减震技术可以有效减少地震对建筑物的影响，提高建筑物的抗震能力。
在桥梁工程中，消能减震技术可以有效减缓桥梁结构的振动，提高桥梁的安全性和舒适性。
在输电线路中，消能减震技术可以有效减少风灾对输电线路的影响，提高输电线路的可靠性。
随着科技的不断进步，消能减震技术将会得到更广泛的应用和发展。
未来，在建筑结构领域，消能减震技术将不断创新，推出更多更优秀的产品，提高建筑物的抗震能力。
在桥梁工程领域，消能减震技术将不断突破，为桥梁结构的设计和施工提供更多更可靠的技术支持。
在输电线路领域，消能减震技术也将不断创新，提高输电线路的可靠性和安全性。
消能减震技术是一项非常重要的技术，它可以有效地减轻地震、风灾等自然灾害对建筑物及结构的影响，减少损失和保护人身安全。
随着科技的不断进步，消能减震技术将会得到更广泛的应用和发展，为人类的生命和财产安全作出更大的贡献。
希望通过今天的分享，大家对消能减震技术有了更深入的了解，也希望未来能有更多的科技人才投身于这个领域，为人类社会的进步做出更大的贡献。
粘滞阻尼器在加固工程中的应用
粘滞阻尼器在加固工程中的应用摘要：随着城市的发展，越来越多的建筑具有独特的外观和功能，但同时也存在着建筑加固的问题。
传统的结构加固一般是通过增加结构本身的强度和刚度来实现的，但在实际应用中，仍然会遇到一定的问题，从而影响工程质量。
通过添加粘滞阻尼器对建筑物进行加固比传统的加固方法有很多优点，并且可以达到满意的效果。
因此，本文对于粘滞阻尼器在加固工程中的应用进行分析，仅供参考。
关键词：粘滞阻尼器；加固工程；应用引言：目前，不少民用建筑已经过了使用年限，由于当时的设计规范较低，在施工和管理中出现了一些问题，影响了工程的实际质量，并造成了各种安全隐患。
据统计，超过40%的既有建筑需要逐步进行检查、评估和重新安装，因此既有建筑的防风、抗震加固是当前建设项目的一大研究问题。
传统的结构加固方法有截面扩大法、预应力加固法、支点加固法等，但其加固效果并不理想，需要有效的粘滞阻尼方法进行加固。
一、明确粘滞阻尼器抗震设计的原理粘滞阻尼器设计是土木工程中的一种新型抗震设计，是一种结构耗能减震系统。
粘滞阻尼器的主要原理是将建筑结构某些部位的一些非承重构件转变为耗能装置，如支撑构件、剪力墙或连杆等。
粘滞阻尼器的主要结构部件包括外钢板、内钢板以及钢板间的粘性流体，其工作原理是为运动的流体提供粘性阻力，从而达到强化效果。
粘滞阻尼器是一种非刚性、速度相关的阻尼器，其阻尼力与活塞的速度成正比。
粘滞阻尼器按结构类型可分为壁式粘滞阻尼器、简易阻尼器和粘滞阻尼器三种类型，这一设备是利用流体运动时粘滞阻尼装置的阻力而形成的增强体，它是一种没有刚度的阻尼器，而粘滞阻尼器的阻力与活塞行进的速度成正比，不同类型的减粘有各自的特点。
液压缸式粘滞阻尼器通常由阻尼材料、阻尼器活塞孔和气缸组成，活塞可以在气缸内前后移动。
液压缸式粘滞阻尼器的圆筒上有一个小孔，里面充满液体阻尼材料，在出现小震动的情况时，这些耗能构件或装置将具有足够的刚度，建筑物的所有连接点都处于弹性状态，结构可以进行一定程度的延伸并在正常范围内进行调整。
建筑阻尼器在结构抗震中的应用
建筑阻尼器在结构抗震中的应用随着城市建设的快速发展，人们对建筑物的抗震能力日益关注。
地震是一种破坏性极大的自然灾害，能够给人们的生命和财产安全带来严重威胁。
因此，建筑结构的防震设计成为了建筑工程领域的重要议题。
在抗震设计中，建筑阻尼器作为一种被广泛应用的措施，能够有效减少结构在地震中的振动反应，提高建筑物的抗震能力。
首先，我想解释一下什么是建筑阻尼器。
建筑阻尼器是一种专门用于减震的装置，它通过消耗和转换结构的动能，降低建筑物在地震中的共振响应。
常见的建筑阻尼器包括液体阻尼器、摩擦阻尼器和粘滞阻尼器等。
这些阻尼器通过不同的机理，能够在地震中发挥吸收和分散能量的作用，有效减小结构的位移和变形。
其次，建筑阻尼器在结构抗震中的应用被广泛认可。
阻尼器可以被安装在建筑物的主体结构中，或者作为独立的装置与主体结构相连接。
通过在结构中设置多个阻尼器，可以形成一个能够吸收地震能量的耗能系统，提高建筑物的整体抗震能力。
同时，阻尼器还可以根据建筑物的不同需求来设计和调整，以达到最佳的抗震效果。
另外，建筑阻尼器在实际工程中取得了显著的成果。
例如，2008年中国汶川地震中，北京奥运会的主场馆——鸟巢就成功地应用了结构阻尼技术。
鸟巢采用了大量的钢质阻尼器，通过这一先进技术，鸟巢在地震中承受了巨大的震荡力，保护了内部设施的完好性，为人们提供了安全的逃生通道。
这个例子证明了建筑阻尼器在提高建筑物抗震能力方面的重要作用。
此外，建筑阻尼器的发展也呈现出创新和多样化的趋势。
传统的阻尼器更多采用摩擦和粘滞的原理，但随着科技的不断进步，新型的阻尼器如形状记忆合金阻尼器、磁流变阻尼器等也开始受到关注。
这些新型阻尼器具有更高的能量耗散能力和更稳定的性能，在抗震设计中有着广阔的应用前景。
总之，建筑阻尼器在结构抗震中发挥着重要的作用。
通过减小建筑物在地震中的振动反应，阻尼器能够保护建筑物的完整性，减少人员伤亡和财产损失。
目前，建筑阻尼器已经成为了一种成熟和可靠的结构抗震技术，在实际工程中取得了显著的成果。
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图1单出杆型流体阻尼器
我们研制的阻尼器是采用双出杆的型式(见图)[8,9]来解决“真空”问题的,由于双出杆型流体阻尼器在活塞运动时,活塞前后的体积变化会得到补偿,油缸内的总体积不会发生变化,这样油缸内的压强也不会产生过大变化,从而避免了前述单出杆流体阻尼器的弊病.在活塞两面对称开孔,其上安装阻尼螺钉,阻尼螺钉上开小孔作为阻尼孔,这样
图2双出杆型流体阻尼器
2.3粘性流体材料的耗能机理
材料有弹性材料、粘性材料和粘弹性材料之分,理想弹性材料只能储存能量,而不能耗散能量;相反理想粘性材料则只能耗散能量,而不能储存能量,即无刚度;粘弹性材料则介于二者之间,既能储存能量,又能耗散能量;3种材料的应力应变关系曲线(滞回曲线)如图3所示.作为阻尼器阻尼介质的理想的粘滞流体材料应具有以下特性:①高粘度;②无毒;③高闪点;④对温度的敏感性差;⑤抗老化;⑥不易挥发.实际上完全理想的粘滞流体
(a)弹性材料(b)粘性流体(c)粘弹性材料
图33种材料的应力应变关系(滞回曲线)
流体分子之间存在相互吸引的内聚力,流体和固体之间又作用着附着力,流体在流动时呈现出内摩擦力,粘性有机流体材料分子与分子之间的内聚力或物理缠结较弱,在很小的外力作用下,分子与分子之间很容易产生相对变形、滑移、扭转,当外力除去后,分子间的变形、滑移、扭转基本上不能复
图4阻尼孔剖面示意图
1处压强和速度分别为P
1
,v
1
,阻尼孔道出口断面2
2处压强和速度分别为P
2
,v
2
,因流体是纯粘性的
(牛顿流体),流体在阻尼孔内为层流,则v
1
=v
2
= v,给出进口腔体S S断面和阻尼孔进口11断面的伯努利方程[8,10]:
P s
ρg
+
αs v2s2g=P1ρg+αv22g+ζ1v22g(7)式中,αs和α分别为S S断面和11断面处的动
图5典型阻尼器阻尼力位移滞回曲线
2)流体阻尼器在微小的位移下即能耗能,即使在位移幅值为1mm时,流体阻尼器的阻尼力位移关系滞回曲线也接近于一个椭圆(当激振频率较小时,由于摩擦力的影响,接近于一个矩形).
3)阻尼器工作一段时间后,明显可以感觉到
图6足尺阻尼器阻尼力位移滞回曲线
(f=4.0Hz,u
=4mm)
6)同一温度,在相同的输入位移下,随着激励频率的增大,滞回曲线逐渐趋于饱满,表明流体阻尼器的阻尼力随激励频率的增大而增大,耗能能力也随激励频率的增大而增强.图7为足尺阻尼器F5(装有2个直径1.8mm阻尼孔、阻尼介质为动力粘度μ=0.49Pa·s的H201甲基硅油),在位移幅值为10mm、温度为+22～+25℃时变化激振频率所得到的阻尼力位移滞回曲线.
图7不同激励频率下阻尼器的阻尼力位移关系滞回曲线
(4条曲线自里向外依次为f=0.2,0.5,1.0和1.5Hz)
7)在相同的温度和激励频率下,随着输入位移幅值的增大,滞回环所包围的面积逐渐增大,耗能能力也随输入位移幅值的增大而增强.图8为足
图8不同位移幅值下阻尼器的阻尼力位移关系滞回曲线
(f=0.5Hz,4条曲线自里向外依次为u0=6,10,15和20mm)
8)保持激励频率、输入位移和阻尼介质粘度不变,随着环境温度的改变,滞回环的大小和形状也有所变化,总的趋势是,随着环境温度的降低,阻尼力有所增大(但是也有个别例外),但是增幅不明显,最大值和最小值相差约20%～25%.
9)在相同温度、相同的位移幅值和激振频率下,随着阻尼介质粘度的增加,阻尼力随之增大.图9为采用4种不同粘度的阻尼介质的足尺阻尼器的对比试验结果.可以看出,保持激励频率、输入位移幅值和阻尼孔的大小不变,改变阻尼介质粘度时流体阻尼器的耗能能力随粘度的增加而增大,最大和最小的阻尼力峰值相差约60%.
图9阻尼器在不同阻尼介质时的阻尼力位移关系滞回曲线
(f=0.5Hz,4条曲线自里向外依次为
μ=0.1,0.34,0.49和1.94Pa·s)
10)保持激励频率、输入位移幅值和阻尼介质不变,随着阻尼孔增大,滞回环逐渐趋于扁平;反之,随着阻尼孔的减小,阻尼力成倍增加,滞回环逐渐趋于饱满,耗能能力也随之增大,变化幅度非常明显.
ve j,i=cos C v e j,i( X- X)(16a)
(a)(b)
图10阻尼器连接方式
对于按照图10(b)所示方式设置流体阻尼器的结构,第j楼层的第i个阻尼器对结构提供的水平控制力为
F ve j,i=C ve j,i( X j- X j-1)(16b)式中,θj,i为第j楼层的第i个阻尼器相对水平方向。