浅谈阻尼器的类型和原理分析.docx

浅谈阻尼器的类型和原理分析.docx

《浅谈阻尼器的类型和原理分析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浅谈阻尼器的类型和原理分析.docx（6页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

广州大学

研究生文献综述

论文题目浅谈阻尼器的类型

学院土木工程学院

班级名称2016级专硕一班

学号2111616149

学生姓名陆富龙

2016年12月18日

关于阻尼器的类型总结

摘要：

随着抗震在结构中的重要性越来越重要，高强轻质材料的采用，高层、超高层等高柔结构及特大跨度桥梁不断涌现，相关的研究也越来越多，从结构抗震到结构的减震再到结构的隔振，各种的理念层出不穷，然在抗震中，现在比较方便和比较常用的就是在建筑结构上加入阻尼器，用以吸收地震或风震产生的能量，以提高结构的抗震性能，随着科技的发展，各种阻尼器不断的更新创新，运用各种的原理来优化阻尼器，对于形式多样、要求各异的工程结构,如何在推广应用消能技术时,选择适合的阻尼器类型并进行阻尼器的合理优化设计将关系到这一技术的发展前景,具有重要的现实意义,值得进一步探讨研究。

关键词：

阻尼器，类型，适用

Abstract:

withtheearthquakeisbecomingmoreandmoreimportantintheimportanceofthestructure,high-strengthlightweightmaterialused,high-risestructureandextralong-spanBridgesandsuper-tallsoft,relatedresearchalsomoreandmore,fromthestructureseismictostructureofshockabsorptionandvibrationisolationofthestructure,variousLiNianCengoutoneafteranother,butintheearthquake,isnowmoreconvenientandmorecommonlyusedinbuildingstructureswithdampers,earthquakeorwindtoabsorbenergy,toimprovetheseismicperformanceofstructure,withthedevelopmentofscienceandtechnology,theupdatingandinnovationofvariousdampers,useallkindsoftheprincipletooptimizedamper,foravarietyofformsandrequirementsofdifferentengineeringstructure,howtopromoteapplicationofenergydissipationtechnology,selecttheappropriatetypeofdamperandtheoptimizationofdamperdesignwillberelatedtothedevelopmentprospectsofthistechnology,hasimportantpracticalsignificanceandworthyoffurtherresearcharediscussed.

Keywords:

damper，type，apply

前言

近年来，国内外在工程结构的隔震、减振与振动控制方面进行了大量的研究工作，取得了丰硕的成果。

传统的建筑抗震结构体系是通过提高结构本身的性能，例如加大构件截面尺寸或者采用更高强度的材料来抵御地震作用。

但是，由于人们不能准确地预知将来可能遇到的地震作用的大小及特性，而按传统方法设计的建筑结构又不具备对外荷载进行自我调节的能力，因此，按常规的设防烈度来进行设计，一旦遇到超出设防烈度的强烈地震，建筑结构的安全性将无法得到保障。

提出了结构振动控制的概念，即通过在工程结构的特定部位装设某种装置、机构或某种施加外力的设备，改变或调整结构的动力特性，从而合理控制结构在动力荷载作用下的响应（如位移、速度、应变或者加速度等）。

结构控制的提出和发展无疑给现代建筑抗震设计带来了根本性的变化，

1阻尼器的类型

阻尼器是以提供运动的阻力，耗减运动能量的装置，消能减震结构体系按照所采用的减震装置，可以分为“速度相关型”和“位移相关型”和“其他类型”。

2速度相关型阻尼器

速度相关型阻尼器，主要有粘滞型阻尼器（其耗能能力与速度大小相关），包括油阻尼器，粘弹性阻尼器等。

2.1粘滞阻尼器

粘滞阻尼器是一种速度相关型的耗能装置，它是利用液体的粘性提供阻尼来耗散振动能量。

粘滞阻尼器的种类跟多，归纳起来可分为以下两类：

第一类是液体在封闭的容器中产生一定的速度来进行耗能的阻尼器，在这类阻尼器中，活塞要迫使粘滞液体在很短的时间内通过小孔，这将产生很大的压力。

此类阻尼器的内部工艺设计要求较高。

第二类是粘滞液体在敞开的容器中产生一定的位移来进行耗能的阻尼器。

此类阻尼器要求粘滞液体尽量粘绸以获得最大限度的阻尼，因此设计中粘滞液体材料的选择是关键问题。

这类粘滞阻尼器常用的形式即是粘滞阻尼墙。

建筑中常用的粘滞液体阻尼器多是第一类阻尼器。

为正确分析附设粘滞阻尼器结构的抗震性能，国内外研究人员提出了许多相关的数学，力学模型来确定粘滞阻尼器的力学计算模型。

粘滞阻尼器的显著特点是对结构只提供附加阻尼，而不提供附加刚度，因而不会改变结构的自振周期。

其优点是安装了粘滞阻尼器的支撑不会在柱端弯矩最大时给柱附加轴力。

2.2油阻尼器

油阻尼器是借助特殊结构的阀门控制液压缸内的活塞移动从而达到抑制安装节点的结构、设备或管道免受周期性荷载和偶发冲击载荷影响的阻尼装置。

它适用于防止地震、风载、水锤、汽锤、安全阀排汽、流体瞬变等产生的破坏响应。

2.3粘弹性阻尼器

粘弹性阻尼器是一种速度相关型阻尼器，VED是以夹层方式将粘弹性阻尼材料和约束钢板组合在一起，其工作原理是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滞回变形来耗散能量。

VED所用的粘弹性阻尼材料一般是高分子聚合物或玻璃质物质。

由于粘弹性阻尼材料是一种介入粘性液体和弹性体之间的，具有储存能量和耗散的材料，它的基本特点是应变滞后于应力。

3位移相关型阻尼器

位移相关型阻尼器（其耗能能力与位移大小相关），包括金属屈服型阻尼器（包括软钢阻尼器、铅阻尼器，屈曲约束支撑BRB，形状记忆合金SMA等），摩擦阻尼器等。

3.1金属阻尼器

金属阻尼器主要是利用金属进入弹塑性屈服状态产生滞回进行耗能，具有造价低廉，耗能能力稳定的优点。

能量耗散是减少建筑结构或构件在地震中损伤和破坏的关键，所以应用金属阻尼器是耗散地震能量的重要手段之一。

由于金属在进入塑性状态后具有良好的滞回特性，并在弹塑性滞回变形过程中能吸收大量能量，因而被用来制造不同类型和构造的耗能减震器。

目前比较常用的包括金属软钢阻尼器、加劲钢板阻尼器、剪切钢板阻尼器、全钢防屈曲支撑和铅挤压阻尼器等。

3.2摩擦阻尼器

摩擦阻尼器作为一种耗能装置，因其耗能能力强，荷载大小、频率对其性能影响不大，且构造简单，取材容易，造价低廉，因而具有很好的应用前景。

特别是在控制结构近断层地震反应和中高层结构地震反应方面有独特优势。

摩擦阻尼器对结构进行振动控制的机理是：

阻尼器在主要结构构件屈服前的预定荷载下产生滑移或变形，依靠摩擦或阻尼耗散地震能量，同时，由于结构变形后自振周期加长，减小了地震输入，从而达到降低结构地震反应的目的。

摩擦阻尼器是一种依靠位移耗散能量的装置，因为摩擦力与速度和频率无关，它分为粘滞和滑移两种状态。

在反复循环加载下摩擦阻尼器的滞回曲线为矩形，符合库仑模型。

库仑模型的基本原理基于以下假设：

 1.总摩擦力大小依赖于接触面表面情况况。

 2.总摩擦力大小与施加在接触面的力的大小成正比。

3.若两接触体相对滑动速度较小，则摩擦力与速度无关。

4其他类型

其他型阻尼器主要有调谐质量阻尼器（TMD）、调谐液体阻尼器（TLD）等。

4.1调谐质量阻尼器

调谐质量阻尼器（TMD）由质块，弹簧与阻尼系统组成。

既由将其振动频率调整至主结构频率附近，改变结构共振特性，（图一）以达到减震作用。

将调谐质量阻尼器（TMD）装入结构的目的是减少在外力作用F基本结构构件的消能要求值。

在该情况下，这种减小是通过将结构振动的一些能量传递给以最简单的形式固定或连接在主要结构的辅助质量—弹簧—阻尼筒系统构成的TMD来完成的。

4.2调谐液体阻尼器

调频液体阻尼器（TunedLiquidDamper，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。

总结

阻尼器的运用使结构抗震性能大大提高，而且也为保护人民群众提供了很好的保障，消能减震结构体系应该进一步发展，从结构的抗震到结构的减震中，阻尼器运用普遍，也提供了很大的阻尼力，在运用各种阻尼器的时候要合理运用，根据结构的体系和结构的特点分析结构的位移和速度情况，而且要清楚位移相关型和速度相关型的特点和原理，才能合理的运用阻尼器，最大发挥出阻尼器的作用，使更大幅度的提高结构的抗震性能。

建立更加完善的性能评价体系对不同类型消能装置进行比较分析，以明确各类阻尼器的适用范围具体重要的现实意义，是需要更加深入的研究课题，实际工程中，结构形式复杂多样，可以考虑针对结果特性沿高度变化，具体薄弱层以及刚度突变等不同形式特点的结构进行不同类型阻尼器的减震对比深入研究，为消能技术的应用提供更加全面。

完善的依据。

参考文献：

杨明飞.金属阻尼器的试验研究与应用[J].安徽理工大学学报·自然科学版,2014,03

史春芳,徐赵东.摩擦阻尼器在工程结构中的研究与应用.建筑与结构设计，2007，09

曲激婷,李宏男.位移型和速度型阻尼器减震对比研究及优化设计，大连：

大连理工大学防灾减灾工程及防护工程博士论文2008，09