粘弹性阻尼器
粘弹性阻尼器
粘弹性阻尼器及应用实例数力系工程力学07-1班叶佳楠21 （号）1.阻尼器的分类阻尼器只是一个构件.使用在不同地方或不同工作环境就有不同的阻尼作用.主要用于减振或用于防震，低速时允许移动，在速度或加速度超过相应的值时闭锁，形成刚性支撑。
其主要的分类有：弹簧阻尼器，液压阻尼器，脉冲阻尼器，旋转阻尼器，和粘弹性阻尼器。
其中粘弹性阻尼器（VED）是一种十分有效安全的耗能减震装置，在结构振动控制中的应用已有二十多年的历史，已被美国及日本等高度工业化的国家在高层建筑设计中所广泛采用。
1972 年建成的纽约110 层世界贸易大厦，安装了一万个粘弹性阻尼器。
美国西雅图的76 层哥伦比亚大厦，共安装了260 个阻尼器。
它们安装粘弹性阻尼器的目的是力图减少结构的风振反应。
我国将粘弹性阻尼器用于结构的抗风抗震设计始于近几年。
东南大学的陈文瀼等对宿迁市一栋9 度抗震设防的13 层钢筋混凝土结构采用粘弹性阻尼器减震后，使上部结构可按8 度抗震设防要求设计。
武汉工业大学的瞿伟廉等将粘弹性阻尼器用于一幢50层的全钢结构，计算结果表明减震效果显著。
在粘弹性阻尼器应用中主要面临着两个问题：如何选择阻尼器的几何参数以及阻尼器安装位置的确定。
已有的VED 位置确定方式一般采用多次循环逐个布置的方法。
这种方法的主要缺点是计算量大，并且没有实现结构总体优化。
本文根据无阻尼器结构在地震作用下的最大层间位移和最大层位移，采用不同的布置方式对阻尼器进行布置。
比较在相同数量阻尼器的情况下，不同布置方式所取得的减震效果，得出有关阻尼器布置方式的结论，从而指导粘弹性阻尼器结构的初步设计阶段阻尼器布置方案的确定。
2. 粘弹性阻尼装置的工作原理粘弹性阻尼装置包括粘弹性阻尼器及其支撑构件，粘弹性阻尼器的计算模型采用等效刚度和等效阻尼模型，该模型是基于粘弹性材料的Kelvin 模型，使用等效刚度和等效阻尼两个重要参数来表达的粘弹性阻尼器力与位移的关系式。
结构设置粘弹性阻尼器后的简谐受迫振动
ｄ ＝ 币 Ｆ （ １ 。 一 ） 啬 ｄ ｔ Ｊ ０ （ 一 ） 打 。
（ 、 ２ 一 ）
其中， Ｆ（ Ｈ ）＝ ｌ ｆ 。 ｅ ｄ ｔ 为Ｇ ａ ｍ ｍ ａ 函数。
结构的一些动力特性将会发 生改变 ， 因此 正确描述粘 弹性阻尼 器 的本构关系是研究 结构 动力特 性的基 础。采 用分 数导数 描述 的 粘弹性阻尼器本构关 系可 以仅用较 少 的参 数构成 粘 弹性阻尼器
பைடு நூலகம்
２ 设 置粘弹性 阻尼器 结构 的计算 模型
设置粘弹性 阻尼器结构 的动力特性分析 是十分复 杂的 ， 因为
束等措施 。
筑 工 业 出版社 ， ２ ０ １ ２ ．
加强延性设计提高结构抗震性能 ， 目前 还处 于非 确定性设 计 ［ ３ ］ 王社 良． 抗震结构设计 ［ Ｍ］ ． 第 ４版． 武汉 ： 武汉理 ． Ｘ － 大 学出 阶段 ， 即概念性设计 阶段 。轴压 比、 剪跨 比、 配箍特征 值等 因素的 素的影 响尚不 明确 ， 有待进一 步研究 。
粘性系数对 结构 幅频特性 的影响， 得到 了结构对 一般 周期激励 的稳态响应。
关键词 ： 受迫振动 ， 粘 弹性 阻尼 器， 稳态响应 ， 幅频特性
中图分类号 ： Ｔ Ｕ ３ １ １ ． ３ 文 献标 识 码 ： Ａ
ｄ ａ ｘ
０ 引言
粘弹性阻尼器作为一种理想 的耗能构件 ， 目前正广 泛的应用
切变形 ， 耗散能量 ， 实现 减小结 构反应 的 目的。粘弹性 阻 尼器 的
／
力学特性 由分数导数描述 为 ：
， （ ）＝ ｋ ｄ ＋ ｃ ｄ — （ ０＜ｏ ｌ ＜ １ ） （ １ ｔ （ １ ）
粘弹性阻尼器温频影响响应的计算模型及结构分析
映频率 对粘 弹性 阻尼 器 力学性 能 的影 响 ， 不 能体 现 但
温度对 粘弹 性阻尼 器 力学 性 能 的影 响 ， 而且 模 型 的概
陕 西省 自然 科 学 基 盎 赞 助项 目（９ｆ ） ９Ｃ ２ 收 稿 日期 ：０ １ ４ ９ ２ ０ —０ —１ 第一作者 修 改 稿 收 到 日期 ： ０ —０ —０ ２ １ ７ ３ ０ 棘 赵 东 ， ． 士 后 ，９４年 生 男 博 １７
夹两层 粘 弹性 层 所 组 成 。 常用 的粘 弹性 材料 为高 分 子 聚合 物 ， 种 材 料 既 具 有 粘 性 又 具有 弹 性 ， 受 到 这 在 交 变应 力作用 产生 变形 时 ， 部 分能 量 象 位能 那 样 储 一
粘弹性 阻尼 器 可 以等 效为 弹性 元 件 和粘 壶 元 件 相 互 并联 的形式 ； 标准 线性 固体 模 型认 为 粘 弹性 阻尼 器 可
抗 震 工 程 中 ， 美 国纽 约 的 世 界 贸 易 中心 大 厦 和 西 雅 如 图 的 哥 伦 比 亚 中 大 厦 … 。 大 量 的 研 究 － ５和 实 际
的变 化有 一 最 大 值 ， 随频 率 的变化 也 有一 最 大值 。 这
就说 明 ： 于用 特定 的粘 弹性 材 料 制成 的 粘 弹性 阻尼 对
以等效 为 弹性 元 件 和 Ｋ Ｎ ｎ元 件 相 串 联 的 形式 。这 ｅｉ 三种模 型均 不 能 准确 地 反 映粘 弹 性 阻尼 器 的 力 学 性 能 随温 度和 频率 的变 化关系 Ｊ 。 四参 数模 型 ・ 由 Ｋｓｉ 出 的 ， 模 型 能 够 反 是 ａａ 提 该
存起来 ， 另一 部 分 能 量 则 被 转 化 成 热 能 耗 散 掉 ， 材 在
维普资讯
粘弹性阻尼器在框架结构抗震中的应用研究
粘弹性阻尼器在框架结构抗震中的应用研究摘要：本论文首先介绍了结构控制理论的提出及其发展，以及控制形式。
然后对阻尼器进行了详细介绍，着重阐述了粘弹性阻尼器的耗能减震的原理及计算模型，详细说明了结构抗震控制设计方法的基本原理和步骤，并且运用有限元软件对一个设有粘弹性阻尼器的钢筋混凝土框架进行了动力时程分析。
为实际工程中结构抗震控制应用提供了参考。
关键词：阻尼器；抗震；时程；有限元abstract: this paper first introduces the structure control theory and its development, and the control form. then the damper were introduced, emphatically elaborated the viscoelastic damper energy dissipation principle and calculation model, detailed description of the structural seismic control design principle of the method and the step, and by using the finite element software on a with viscoelastic dampers reinforced concrete framework for dynamic time history analysis. this paper provides reference for the practical engineering of seismic control of structure and application.key words: damper; seismic; scheduling; finite e中图分类号：tu591 文献标识码：a1前言结构抗震控制技术是在结构上设置耗能装置，通过耗能材料的变形来增大结构阻尼达到消耗地震能量，减小主体结构地震反应[1]。
阻尼器特征频率
阻尼器特征频率1.引言引言部分是文章开头的一段，用于引入主题并提供背景信息。
根据文章目录，下面是概述部分的内容：1.1 概述阻尼器是一种用来减震和减振的装置，广泛应用于各种工程和结构中。
它的主要作用是通过消散振动能量，减少结构的共振响应，从而提高系统的整体性能和安全性。
在阻尼器的设计和使用过程中，了解和掌握阻尼器的特征频率非常重要。
本文旨在介绍阻尼器的特征频率及其意义。
首先，我们将对阻尼器的定义和作用进行概述。
随后，重点探讨阻尼器特征频率的概念和意义。
最后，我们将总结阻尼器的重要性，并强调研究阻尼器特征频率的必要性。
通过阅读本文，读者将对阻尼器的基本概念有更深入的了解，并了解到阻尼器特征频率的重要性。
同时，本文还将为研究阻尼器特征频率提供参考和指导，以促进阻尼器在各个领域的应用和优化。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以如下编写：1.2 文章结构本文将按照以下结构进行探讨阻尼器特征频率的相关内容：第二章是正文部分，将详细介绍阻尼器的定义和作用。
首先，我们会给出阻尼器的定义，解释其在工程领域中的重要性和广泛应用。
接着，我们会探讨阻尼器特征频率的意义，进一步论述其在阻尼器设计和性能评估第三章是结论部分，我们将总结阻尼器的重要性，并强调研究阻尼器特征频率的必要性。
通过本文的探讨，读者将对阻尼器的特征频率有更清晰的认识，并理解其在工程实践中的重要性和应用前景。
通过以上章节的结构安排，读者将能够系统地了解阻尼器特征频率的相关知识。
本文将全面而深入地探讨该主题，希望能给读者带来有价值的信息和启发。
1.3 目的本文的目的是研究和探讨阻尼器特征频率的意义。
阻尼器作为一种重要的机械装置，广泛应用于各个工程领域中，用于减振和减震的目的。
而阻尼器特征频率则是衡量阻尼器性能的一个重要指标。
本文旨在通过对阻尼器特征频率的深入研究，探讨其对于阻尼器性能的影响以及在实际应用中的意义。
首先将介绍阻尼器的定义和作用，明确阻尼器在工程中的重要性。
液体粘滞阻尼器的发展综述
液体粘滞阻尼器在结构工程中的最新进展摘要：随着科学技术的发展，液体粘滞阻尼器在大型结构工程中抗震、抗风等消能领域中的应用越来越广。
本文在收集大量资料的基础上，从制造技术、新产品、新的安装工艺等几个方面总结了液体粘滞阻尼器在近十几年内的新发展，并对粘滞阻尼器在我国土木工程界应用发展上的问题和前景进行了探讨。
关键字：粘滞阻尼器；工程抗震；抗风；振动Abstract: The fluid viscous damper is applied widely in civil engineering with the development of the science and technology. It is applied on the huge bridges, high-rise buildings and steel structures to stand against the force caused by earthquake and wind. This paper has summarized the recent development of the fluid viscous damper from the perspective of new manufactory technology, new products and new installing methods. At last, the problems and prospects of the fluid viscous damper will be under discussion.Keywords: fluid viscous damper, anti-seismic engineering, wind resistance, vibration作为二十世纪结构工程界最伟大的科技成果之一结构的保护系统，特别是各种耗能阻尼器，得到了广泛的认同。
带你了解各种阻尼器知识
带你了解各种阻尼器知识一、什么是消能减震结构消能减震就是通过在建筑结构的某些部位如柱间、剪力墙、节点、联接缝、楼层空间、相邻建筑间、主附建筑间等设置阻尼器以增加结构阻尼，消耗地震下结构的振动能量，达到减小结构的振动反应，实现结构抗震和抗风的目的。
采用了消能减震技术的结构称为消能减震结构。
二、消能减震技术的适用范围消能减震技术在特定的条件下，才能发挥它最大的效用，达到经济安全的目的，消能减震技术主要用于以场合：▪高烈度（>7度）地区▪强风地区▪超高层建筑▪大型公共建筑-大跨空间结构▪大型综合体-框架支撑（少墙）结构▪震动舒适度要求：风作用和大面积楼盖三、阻尼器有哪些类型下图为史上最全阻尼器类型表：1、TMD调频质量阻尼器(tuned mass damper，TMD）：由质块，弹簧与阻尼系统组成。
一般将其振动频率调整至主结构频率附近，改变结构共振特性，以达到减振作用。
调频质量阻尼器（TMD）属于结构被动调谐减振控制的装置中的一种。
被动调谐减振控制系统是由结构和附加在主结构上的子结构组成。
附加的子结构具有质量、刚度和阻尼，因而可以调节子结构的自振频率，使其尽量接近主结构的基本频率或激振频率，这样当主结构受激振而振动时，子结构就会产生一个与主结构振动方向相反的惯性力作用在主结构上，使主结构的反应衰减并受到控制。
子结构的质量可以是固体质量也可以是液体质量。
台北101大厦的那个大球就是TMD的一种2、TLD调频液体阻尼器(Tuned Liquid Damper，简称TLD)是一种被动耗能减振装置，近年来进行了大量的研究和应用。
调谐液体阻尼器利用固定水箱中的液体在晃动过程中产生的动侧力来提供减振作用。
其具有构造简单，安装容易，自动激活性能好，不需要启动装置等优点，可兼作供水水箱使用。
3、TLCD调谐液柱式阻尼系统(Tuned liquid column dampe,简称TLCD)利用辅助振动系统来消除主体结构的振动。
粘弹性阻尼器(支撑型)(墙板型)介绍
1. 简介
力岱的粘弹性阻尼器最适
于各种风振条件和地震条
件下的建筑物。
粘弹性阻尼器的构成
阻尼器收到轴力或水平作
用时，粘弹性体会产生剪切
变形，这种结构可以有效的吸收振动能量。
支撑型：由芯材、内鞘管与粘弹性体交互重叠组成。
墙板型：由钢材与粘弹性体交互重叠组成。
2. 特长、性能
支撑型与墙板型
可以依据用途或设计目的
自由的选择采用。
粘弹性阻尼器的特征
1.结构简洁
2.使用具有丰富的工程实例和稳定品质与耐久性的粘弹性体ISD111（住友公司3M公司ISD系列产
品）
3.结构无间隙，即使是微
小的振幅也可以平稳的
发挥阻尼效应。
4.滞回曲线非常接近理论
阻尼值（Kevin Model），
容易简历数学解析模型。
5.与一般钢结构斜撑或钢
结构柱间构件的安装方
法相同，节点设计与施
工便捷。
6.不仅可以提升居住的舒适性，还可以将它视为结构设计上的阻尼器，降低设计地震反应。
粘滞性阻尼器安装施工工法
粘滞性阻尼器安装施工工法一、引言粘滞性阻尼器是一种用于结构抗震加固的重要装置。
它能够通过吸收和消散地震能量，减少结构的振动幅度，提高结构的抗震性能。
在地震频繁的地区，粘滞性阻尼器的安装和施工工法显得尤为重要。
本文将介绍粘滞性阻尼器安装施工的常用工法和注意事项。
二、粘滞性阻尼器的安装施工工法1. 施工前准备在进行粘滞性阻尼器的安装施工之前，需要进行充分的准备工作。
首先，需要仔细研究和制定阻尼器的安装方案，根据实际情况确定阻尼器的数量和位置。
其次，要准备好所需的材料和设备，包括阻尼器本体、支座、连接件等。
最后，要组织施工人员进行技术培训，确保他们掌握正确的安装方法和操作技巧。
2. 阻尼器的安装阻尼器的安装是整个施工过程中的关键步骤。
首先，需要将阻尼器的支座固定在结构的适当位置上。
支座的选择要考虑结构的刚度和稳定性，确保其能够牢固地固定阻尼器。
然后，将阻尼器本体和连接件与支座连接起来，确保连接紧固，不出现松动现象。
最后，对安装好的阻尼器进行检查，确保其处于正确位置，并能够正常工作。
3. 相关工程的配合施工粘滞性阻尼器的安装施工需要与其他相关工程进行配合，例如结构支撑的加固、管道的改造等。
在进行具体施工时，要与其他工程施工方保持密切的沟通和协调，确保各项工程能够顺利进行。
此外，在施工过程中要注意减少对结构的损伤，避免因施工导致其他问题的发生。
4. 施工质量的控制阻尼器的安装施工质量直接关系到其使用效果和长期运行安全。
在施工过程中要严格按照相关规范和标准进行操作，确保每一道工序的质量。
特别要注意阻尼器的支座固定和连接件的紧固，以及与结构的连接情况。
在施工结束后，要进行全面的检测和验收，确保安装的阻尼器能够正常工作。
三、安装施工的注意事项在进行粘滞性阻尼器的安装施工过程中，需要注意以下几个方面：1. 了解结构的特点和要求，根据实际情况选择适合的阻尼器型号和数量。
2. 在施工前进行充分的准备工作，确保所需材料和设备的准备充分。
黏滞阻尼器施工工艺和施工要求;抗震;
本工程阻尼器单斜杠阻尼器、墙式阻尼器。
黏滞阻尼器一般由缸筒、活塞、阻尼孔、阻尼介质和导杆等部分组成。
在强震或风振中能率先消耗震（振）动能量，迅速衰减结构的震（振）动反应并保护主体结构和构件免遭破坏，确保结构在强震或风振中的安全。
工作原理：当工程结构因振动而发生变形时，安装在结构中的黏滞阻尼器的活塞与缸筒之间发生相对运动，由于活塞前后的压力差使黏滞流体从阻尼孔中通过，从而产生阻尼力，耗散外界输入结构的振动能量，达到减轻结构振动响应的目的。
10.1黏滞阻尼器(VFD)安装施工（斜支撑式）（1）按阻尼器布置图确定阻尼器安装的具体位置，在其梁柱上分别画出中心线。
（2）按图所示位置安装上节点板。
（3）将阻尼器吊装到位，并与上节点板正确连接（穿入销轴并安装弹簧挡圈）。
（4）试安装下节点板，如尺寸合适即可将节点板与VFD耳板用销轴连接，并与结构点焊固定；如尺寸有所偏差则根据现场情况对节点板进行修正，然后重复本步骤。
（5）下节点板处的销轴拔出，焊接下节点板所有接缝处。
（6）VFD耳板与下节点板穿入销轴，并安装弹簧挡圈。
（7）打磨所用焊缝，并涂防锈底漆和面漆。
（8）安装完成，清理现场。
10.2墙式阻尼器安装（1）下墩台钢筋预留:下部框架梁绑扎钢筋时就要进行下墩台竖向钢筋的预留钢筋插入的位置要根据施工图纸参数表中墩台的定位尺寸、墙长、墙厚来确定。
且应和梁钢筋绑扎牢固，为防止钢筋悬出高度过高引起歪斜，可在靠近墩台底部绑两排水平钢筋加以固定。
（2）上墩台施工:上墩台的钢筋及混凝土均与上部框架梁同时进行，当支上部框架梁的底模板时，就应当在底模板上放出墩台的平面位置，并将此处的模板割去，形成一个孔洞，然后支上墩台吊模。
墩台底模支好后将上预埋件放置并定位同时将限位埋件放置在相应位置并固定，之后进行上墩台钢筋绑扎。
混凝土浇筑时要有保证密实度的措施和防止出现梁钢筋过密导致粗骨料下不去的情况。
（3）安装阻尼器:待相应楼层模板及支架拆除后即可安装阻尼器及下预埋件，一般情况下，多层结构可在结构封顶之后、砌体开始之前进行安装。
粘弹性阻尼器
金属耗能阻尼器U型钢板、钢棒、环型、双圆型、x型和三角型。
摩擦阻尼器是一种位移相关型阻尼器。
粘弹性阻尼器是一种速度相关型阻尼器，粘滞阻尼器TMD TLD3目前研究开发的阻尼器种类很多，归纳起来主要有：（1）金属阻尼器；（2）摩擦阻尼器；（3）粘滞阻尼器；（4）粘弹性阻尼器；（5）复合型阻尼器。
（1）金属阻尼器由于金属材料在弹塑性范围以后具有较好的滞回性能，因而被用来制造各种类型的耗能装置。
常用的有：软钢阻尼器、铅阻尼器和形状记忆金属阻尼器。
软钢阻尼器[22-25]是充分利用软钢具有良好的屈服后性能，进入塑性阶段后具有良好的滞回特性。
1972年Kelly首先进行金属阻尼器的研究和实验的；1991年Wittaker等人和1992年Tsai等人分别研究了X型软钢阻尼器（XADAS）和三角形软钢阻尼器（TADAS）的减震特性。
目前这两种阻尼器是国内外研究较多的软钢阻尼器。
由于软钢阻尼器具有滞回特性稳定，低疲劳性能好，对环境和温度的适应性强和长期性能稳定等优点，因此引起了国内外学者的广泛关注，并已在一些建筑物上开始应用。
软钢阻尼器的缺点是：可恢复性差，其滞回耗能性能受其形状的影响较为显著，如形状制作不合适，会引起滞回环的畸变。
铅阻尼器[24]是充分利用铅具有密度大、熔点低、塑性高、强度低、润滑能力强等特点，同时由于铅具有较高的延性和柔性，故在变形过程中可以吸收大量的能量，并且具有较强的变形跟踪能力。
同时，通过动态回复和再结晶过程，其组织和性能还可恢复至变形前的状态，因此铅阻尼器具有以下优点：①使用寿命不受限制；②提供的阻尼力可靠；③对位移变化敏感；④构造简单，工作中不需维护。
但它具有恢复性差和对环境造成污染等缺点。
目前研制开发出的阻尼器类型粘弹性阻尼器减震性能研究与优化分析4主要有：铅挤压阻尼器、铅剪切阻尼器、铅节点阻尼器、异型嵌阻尼器等。
形状记忆合金（SMA）[26]是一种兼有感知和驱动功能的新型材料，它与传统材料的区别是具有高阻尼和大变形超弹性特性，能够重复屈服而不产生永久变形，因而具有很好的耗能能力。
粘弹性阻尼器结构的动力特性分析
[ C ] = [ Cs ] + [ Cd ]
( 1. 2 )
[ K ] = [ Ks ] + [ Kd ]
( 1. 3 )
[M ] 为消能减震结构体系质量矩阵 , m i 为第 i
层的集中质量 , [C ] 为消能减震结构体系的总阻尼
钢板和粘弹性材料通过特殊工艺处理而形成的耗能 矩阵 ; [ Cs ] 为被控结构的瑞雷阻尼矩阵 ; [ Cd ] 为消
态频率来考察结构动力特性的变化 。
3 算例分析
3. 1 结构模型
所选被控 结构为十层现 浇钢筋混 凝土框 架结
构 , 通过在每层增加不同数量的阻尼器得到不同工
况下的消能减震结构 。为了表达的简洁 , 本文规定 :
框架结构体系在每层安装 4个阻尼器的情况下简称
为工况 1; 框架结构体系在每层安装 1 0 个阻尼器的
式 ( 2) 对应的特征方程为 :
[ Me ] {·y} + [ Ke ] { y} = 0
(3)
其特征解为 :
{ y} =
{λΦ } φ
eλt
= {Φe } eλt
( 3. 1 )
{Φe } 为复特征向量 ; 同时可得到 2 n 个复特征
3 收稿日期 : 2007 - 11 - 26 作者简介 :白志 强 ( 1980 - ) ,男 , 山东高唐人 ,潍坊学院土木建筑系助教 ,硕士 。
关键词 :阻尼器 ;动力特性 ;结构抗震 ;消能减震 中图分类号 : TU352 文献标识码 : A 文章编号 : 1671 - 4288 (2008) 02 - 0113 - 03
1 前言
附加在结构中的阻尼器可以明显改变结构体系 的动力特性 ,使得结构的自振频率远离地震波的振 动频域。安装粘弹性阻尼器的消能减震结构在工程 抗震中发挥着重要的作用 [ 1, 2 ] 。粘弹性阻尼器是由
粘弹性阻尼器在土木工程中的应用
粘 弹 性 阻尼 器 在 土 木 工 程 中 的应 用
蔡 泽 文
摘 要： 首先 介绍 了国内外抗震研 究情况， 分析 结构消 能体 系的原理 ， 要探 讨粘弹性 阻尼器 在土木 工程 中的应用及前 主
景， 并综合 国 内外学者 的大量研 究成果 ， 出粘 弹性 阻尼器 可广泛用 于新建建筑 的振动控制和 已有建筑 的加 固， 指 也为工
施曾进行 了有效抗震设 防。从 上述 的震 例不难看 出， 工程抗震 是 减结 构的地震反应 。 由于上述 的优越性 ， 消能减震体 系被广泛 用于高层建筑 的抗 减轻地震灾害和损 失的十分有效的措施 ， 程抗震 的成 效很 大程 工
高耸 构筑物的抗震或抗风 、 单层工业厂房排架 纵向抗震等 。 度上 取决于所采用 的工 程设 防标 准 ， 而制 订恰 当 、 理 的设 防标 震 、 合
从 大的差别 。例 如 ：９ ６ ７月 ２ １７ 年 ８日在我 国一个 拥有 １０万 人 口 衰减结构的地震反应 ， 而保护主体结构在强地震 中免遭损失。 ５ 与统 的结 构抗震体 系相 比较 ， 它有如下 的优 越性 ： 的唐 山市 ， 遭遇 ７ ８ ． 级地 震 的袭击 ， 顷刻 间整座 城市化 为一 片瓦
砾， 人员死亡高达 ２ 人 ， ５万 经济损 失超 过百亿 元 。可是 ，９ ５年 １８
一
１传统 的结构抗震体 系是把结 构 的主要承重 构件 （ 、 、 ） 梁 柱 节
作为消 能构件 ， 中受损坏 的是这些 承重构件 ， 至导致房 地震 甚 个 拥有 １ ０余万 人 口的智 利 瓦尔 帕莱 索市 虽 同样遭 受 了 ７ ８ 点 ） ０ ． 屋倒塌 。而消能减震体 系则 是 以非承 重构 件作 为消 能构 件或 另 级地 震的袭击 ， 员死亡却只有 １０ ， 人 ５ 人 而且 不到 ７ｄ 的时 间 ， 整 它们的损坏就 是保护 主体结 构 ， 以是安全可 靠的 ；） 所 ２ 个城市就恢 复原 样 。同样 大 小 的地 震 ， 市人 口也差 不多 相 同 ， 设 阻尼器 ， 城 使建 筑结 构物 迅 速恢 复使 用 ； ） 效地 衰 ３有 却产生 了如此不 同的后 果 ， 因为瓦尔帕 莱索市 的建 筑物 和设 震后易 于修复或更换 ， 只是
粘弹性阻尼器的优势
粘弹性阻尼器是种优秀的抗震建筑材料，具备安全性、经济性、技术合理性等优势，目前在建筑领域中应用较为广泛，接下来详细介绍下其优势。
1、安全性:
消能减振、抗震结构体系由于特别设置非承重的消能构件(消能支撑、消能剪力墙等消能构件)或消能装置，它们具有极大的消能能力，在地震中能率先消耗震(振)动能量，迅速衰减结构的地震反应并保护主体结构和构件免遭破坏，确保结构的安全。
2、经济性:
消能减振、抗震结构是通过“柔性消能”的途径减少结构的地震反应，因而可以减少减力墙的设置，减少结构断面和配筋，其抗震安全反而提高。
3、技术合理性:
消能减振、抗震结构则通过设置消能杆件和减震装置，在出现变形时，大量迅速地消耗能量，保护主体结构的安全。
结构越高、越柔，消能减振、抗震效果越显著。
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粘滞阻尼器工作原理
粘滞阻尼器工作原理
粘（黏）滞阻尼器工作原理：
1、粘（黏）滞阻尼器是一种速度相关型阻尼器，流动速度越大，产生的阻尼力也越大，耗散的地震能量也越大。
2、其利用了液体的流动性，液体由于流路面积的变化引发液体压力随之变化而产生的阻尼力，整个过程中，动能被转化为热能耗散掉，从而起到耗散地震能力，保护主体结构的作用。
性能特点
粘（黏）滞阻尼器两大性能优势：
1、装有减压阀和调压阀两种调节装置，减压阀可防止阻尼力的过大上升。
2、大地震时也能保持稳定的性能，阻尼器屈服力的设置避免了过大附加应力的发生。
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金属耗能阻尼器U型钢板、钢棒、环型、双圆型、x型和三角型。
摩擦阻尼器是一种位移相关型阻尼器。
粘弹性阻尼器是一种速度相关型阻尼器，粘滞阻尼器TMD TLD3目前研究开发的阻尼器种类很多，归纳起来主要有：（1）金属阻尼器；（2）摩擦阻尼器；（3）粘滞阻尼器；（4）粘弹性阻尼器；（5）复合型阻尼器。
（1）金属阻尼器由于金属材料在弹塑性范围以后具有较好的滞回性能，因而被用来制造各种类型的耗能装置。
常用的有：软钢阻尼器、铅阻尼器和形状记忆金属阻尼器。
软钢阻尼器[22-25]是充分利用软钢具有良好的屈服后性能，进入塑性阶段后具有良好的滞回特性。
1972年Kelly首先进行金属阻尼器的研究和实验的；1991年Wittaker等人和1992年Tsai等人分别研究了X型软钢阻尼器（XADAS）和三角形软钢阻尼器（TADAS）的减震特性。
目前这两种阻尼器是国内外研究较多的软钢阻尼器。
由于软钢阻尼器具有滞回特性稳定，低疲劳性能好，对环境和温度的适应性强和长期性能稳定等优点，因此引起了国内外学者的广泛关注，并已在一些建筑物上开始应用。
软钢阻尼器的缺点是：可恢复性差，其滞回耗能性能受其形状的影响较为显著，如形状制作不合适，会引起滞回环的畸变。
铅阻尼器[24]是充分利用铅具有密度大、熔点低、塑性高、强度低、润滑能力强等特点，同时由于铅具有较高的延性和柔性，故在变形过程中可以吸收大量的能量，并且具有较强的变形跟踪能力。
同时，通过动态回复和再结晶过程，其组织和性能还可恢复至变形前的状态，因此铅阻尼器具有以下优点：①使用寿命不受限制；②提供的阻尼力可靠；③对位移变化敏感；④构造简单，工作中不需维护。
但它具有恢复性差和对环境造成污染等缺点。
目前研制开发出的阻尼器类型粘弹性阻尼器减震性能研究与优化分析4主要有：铅挤压阻尼器、铅剪切阻尼器、铅节点阻尼器、异型嵌阻尼器等。
形状记忆合金（SMA）[26]是一种兼有感知和驱动功能的新型材料，它与传统材料的区别是具有高阻尼和大变形超弹性特性，能够重复屈服而不产生永久变形，因而具有很好的耗能能力。
目前，主要的记忆合金为Ni-Ti合金、Cu基合金和Fe基合金等。
90年代初，一些学者对形状记忆合金阻尼结构的地震反应进行了研究。
美国国家地震工程研究中心对装有铜锌铝记忆合金装置的5层钢框架模型进行了试验研究。
（2）摩擦阻尼器摩擦阻尼器[26-28]的研究始于70年代末。
目前，研究开发的摩擦阻尼器主要有：Pall摩擦阻尼器、Sunitome摩擦阻尼器、摩擦剪切铰阻尼器、滑移型长孔螺栓节点阻尼器。
这些摩擦阻尼器都具有较好的库仑特性，摩擦耗能明显，可提供较大的附加阻尼。
荷载大小和频率对其性能的影响不大，且构造简单，取材容易，造价低廉，因而具有很好的应用前景。
摩擦阻尼器的缺点是两种材料在恒定的正压力作用下，保持长期的静接触，会产生冷粘结或冷凝固，所期望的摩擦系数发生改变。
在地震作用时，滑动面产生滑动而使摩擦装置产生退化，地震后会产生永久偏位，需要进行维修和保护。
目前国内外对摩擦阻尼器及装有摩擦阻尼器的结构体系的试验研究和分析较多，已建立了一套专用的设计方法并编制了专用的摩擦阻尼器减震支撑框架分析程序（FDBFAP），用来分析和设计摩擦减震支撑框架。
（3）粘滞阻尼器粘滞阻尼器[29-31]一般是由缸体、活塞和流体组成。
活塞在缸体内可作往复运动，活塞上有适量小孔，筒内盛满流体，当活塞和筒体间产生相对运动时，流体从活塞上的小孔内通过，产生流体阻尼力，从而耗散运动能量，减小结构的反应。
活塞上孔的数量和筒内流体的体积，可根据阻尼器所需提供的阻尼值来确定，流体可为硅油或其它粘性液体。
粘滞阻尼器能提供较大的阻尼，有效地减小结构的振动，同时阻尼器产生的阻尼力与结构的位移反应和柱中弯矩异相，因此该阻尼器在减小结构层间位移和剪力的同时，不会在柱中产生与柱弯矩相同的轴力。
此外，粘滞阻尼器受激励频率和温度的影响较小，但粘滞阻尼器的加工制作较难，粘滞流体易发生渗漏。
粘滞阻尼器早就广泛地应用于军事、航天、船舶、设备和管网的减震中，最近几年才应用于土木工程，在意大利那不勒斯市的一座钢结构中，粘滞阻尼器连接在楼板和柱之间。
使用有限元程序SAP对该结构有无阻尼器的两种工况下的频率和振型进行了计算，分析结果证明，整个结构的动力反应大幅度地减少。
（4）粘弹性阻尼器粘弹性阻尼器主要是依靠粘弹性阻尼材料的剪切滞回耗能特性来增加结构的阻尼，减小结构的动力反应。
最早的粘弹性阻尼器是美国3M公司Mahmood研制开发的。
它由两处T型钢板夹一块矩形钢板组成，T型约束钢板与中间钢板间夹有一层粘弹性材料，可以在变形时吸收能量。
（5）复合型阻尼器复合型阻尼器[32-33]是由两种或两种以上的耗能元件组合而成的新型耗能减震装置。
目前已研制开发的复合阻尼器有：铅粘弹性阻尼器、铅橡胶阻尼器、流体粘弹性阻尼器、软钢磨擦耗能器等。
耗能减震技术的研究、应用与发展一、结构振动控制的概念及分类传统的抗震设计是通过增强结构本身的抗震性能来抵御地震作用的，即由结构本身储存和消耗地震能量，以满足结构抗震设防标准，小震不坏，中震可修，大震不倒。
而这种抗震方式缺乏自我调节能力，在不确定的地震作用下，很可能无法满足安全性的要求；另一方面，在满足设计要求的情况下，结构构件的尺寸可能需做得很大，这样既给建筑布置带来一定的困难，在经济上又要增加相当多的投资。
近年来，在土木工程领域新兴一种新型的抗震方式——结构振动控制，即对结构施加控制机构，由控制机构和结构共同承受地震作用，以调谐和减轻结构的地震反应。
结构振动控制可分为被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制。
被动控制——无外加能源的控制，其控制力是由控制装置随结构一起振动变形而被动产生的。
被动控制可分为基础隔震技术、耗能减震技术和吸能减震技术。
主动控制——有外加能源的控制，其控制力是由控制装置按某种控制规律，利用外加能源主动施加的。
主动控制系统由传感器、运算器和施力作动器三部分组成。
主动控制是将现代控制理论和自动控制技术应用于结构抗震的高新技术。
主动控制有主动拉索系统（ATS）、主动支撑系统（ABS）、主动可变刚度系统（AVSS）、主动质量阻尼系统（AMD）等。
主动控制研究较多的国家是美国、日本和中国，我国自80年代末期开始研究主动控制。
目前，主动控制在土木工程中的应用已达30多项，如日本的Takenaka实验大楼和Kankyu Chaya mechi大楼。
半主动控制——有少量外加能源的控制，其控制力虽也由控制装置自身的运动而被动的产生，但在控制过程中控制装置可以利用外加能源主动调整自身的参数，从而起到调节控制力的作用。
现有的半主动控制技术包括：半主动隔震装置、半主动TMD、半主动力触动器、半主动变刚度装置和半主动变阻尼装置等。
混合控制——在结构上同时应用被动控制和主动控制，或者是同时应用不止一种的被动控制装置，从而充分发挥每一种控制形式和每一种控制装置的长处，克服它们的弱点，以获得更好的控制效果。
目前提出的混合控制方法主要有：同时采用AMD和TMD的混合控制系统、主动控制和基础隔震相结合的混合控制系统以及主动控制和耗能减震相结合的混合控制系统。
世界上第一个安装混合控制系统的建筑是位于日本东京的清水公司技术研究所。
在这四种控制技术中，主动控制的效果最好，但由于建筑结构体形巨大导致所需的外加能源较大，加之控制装置的控制的算法比较复杂，而且存在时滞问题，因此其应用程度少于其它三种控制技术；被动控制造价低廉，减震效果良好，容易实现，目前发展最快，应用最广，尤其是其中的基础隔震技术已相当成熟，并得到了一定程度的推广应用；半主动控制介于主动控制和被动控制之间，其控制精确度较高，造价较主动控制低廉，而且不需要较大的动力源，因此其具有广阔的应用和发展前景；混合控制综合了某几种控制方法的优点，因此其具有较好的控制效果，发展前景较为广阔。
二、被动控制的研究与应用被动控制包括基础隔震技术、吸能减震技术和耗能减震技术。
基础隔震技术是指在建筑物或构筑物基底设置控制机构来隔离地震能量向上部结构传输，使结构振动减轻，防止地震破坏。
目前研究开发的基础隔震技术主要有：夹层橡胶垫隔震、摩擦滑移隔震、滚珠及滚轴隔震、支撑式摆动隔震和混合隔震等。
近年来，越来越多的国家开展了基础隔震技术的研究，因此，隔震技术也得到了飞速的发展。
理论上较为成熟，并且也有相当多的实际应用。
截止1999年12月份统计表明：日本94栋，美国21栋，中国46栋，意大利19栋，新西兰16栋，已采用了基础隔震技术。
最近有些国家已制订了相应的隔震规范，我国即将出台的新规范就包含了基础隔震部分。
吸能减震技术是在主体结构中附加子结构，使结构的振动能量分散，即结构的振动能量在原结构和子结构之间重新分配，从而达到减小主结构振动的目的。
目前主要的吸能减震装置有：（1）调谐质量阻尼器（TMD）；（2）调谐液体阻尼器（TLD）；（3）质量泵；（4）液压—质量控制系统（HMS）；（5）空气阻尼器。
其中，应用最多的是TMD和TLD，如1976年，美国波士顿60层的John Hancock大楼在58层上安装了两个重300吨的TMD，质量块在9米长的钢板上滑动，它很好地减小了大楼的风振反应，防止了玻璃幕墙的脱落。
澳大利亚的悉尼电视塔，加拿大多伦多电视塔，日本的Chiba Port塔以及Funade桥的桥塔均安装了TMD，其减震效果均令人十分满意。
日本的Yokohama海岸塔是一个高101米的钢塔架结构，为减小结构的风振反应，在结构上共设置了39个圆柱形的TLD，实例分析表明，安装了TLD后塔的阻尼比由0.6%增加到4.5%，在强风作用下塔的加速度减小到原来的1/3，满足舒适度要求。
除此之外，日本149.4米高的Yokohama王子饭店也在其顶部安装了TLD以控制其风振反应。
三、耗能减震技术的研究、应用与发展耗能减震技术是把结构物中的某些构件（如支撑、剪力墙等）设计成耗能构件或在结构物的某些部位（节点或连接处）装设阻尼器。
在风载和小震作用下，耗能构件和阻尼器处于弹性状态，结构体系具有足够的抗侧移刚度以满足正常的使用要求，在强烈地震作用时，耗能构件或阻尼器率先进入非弹性状态，从而保护主体结构在强震中免遭破坏。
目前研究开发的阻尼器种类较多，归纳起来主要有：(1) 金属阻尼器；(2) 摩擦阻尼器；(3) 粘滞阻尼器；(4) 粘弹性阻尼器；(5) 复合型阻尼器。
1. 金属阻尼器由于金属材料在弹塑性范围以后具有较好的滞回性能，因而被用来制造各种类型的耗能装置。
常用的金属阻尼器有：软钢阻尼器、铅阻尼器和形状记忆金属阻尼器。
软钢阻尼器是充分利用软钢具有较好的屈服后性能，进入塑性阶段后具有良好的滞回特性。