液體粘滯阻尼器在結構工程中的最新進展

賈麗芳

（大唐環境產業集團股份有限公司， 北京 100097）

液體粘滯阻尼器雖然出現的時間相當短暫，但因為其在工程中的作用相當重大因此液體粘滯阻尼器在短短幾十年的時間內發展相當迅速。在我國更是如此，液體粘滯阻尼器最初就有包括百花齊放在內的液體粘滯阻尼器得到了充分的試驗和一定實踐基礎上的發展。同時放眼觀之現今的工程發展可以發現液體粘滯阻尼器已經發展到了包括摩擦阻尼器、金屬阻尼器在內的最少十幾種產品，而針對這些產品無論是從理論上還是實踐上而言都有相當多的創新之處。

1 阻尼器應用的設計目標和理念

在我國工程項目中常常在橋梁設計中會應用到阻尼器，雖然在我國橋梁設計中如今還沒有正式規范的明確規定，但是于如今我國的抗震工作中已經對阻尼器的使用有了明確的設計規范，在本設計工作中仍然存在著一些問題需要得到及時的解決。綜合我國和國際上的液體粘滯阻尼器的設計應用和發展情況，可以大致了解到于結構方面其應用方式的目標和理念。宏觀上來講，我們可以了解到在工程項目中設計阻尼器的如下目的：

1.1 在抗震、抗風方面提高工程項目的能力

在一般的工程項目中針對抗震抗風能力基本上都會一定程度上進行設計，而液體粘滯阻尼器能夠在建筑本身的抗震抗風能力以外對建筑進行耗能和強化結構阻尼的功能，以此來實現對于結構反應的基底剪力的削弱目的，進一步對于工程整體結構受力的降低，最終有效地大幅度增加整體結構的抗震抗風能力。除此以外，一旦液體粘滯阻尼器的安裝能夠在符合設計原理的前提下在不同的需求方向均能得到安裝設置，則還可以對整體結構起到一個振動受力的有效預防，并且在振動受力出現之前及時減少先前未能考慮周到的問題，降低事故發生的可能性提高整體工程結構的效能。在不同的地區液體粘滯阻尼器的存在都是相當必要的，在地震頻繁發生的地區，對于重要結構的保護是相當必要的，而液體粘滯阻尼器的費用不算特別高昂，因此在合理的工程經費預算內安排液體粘滯阻尼器是相當有效的，在有效的經費內實現最大的效益；而在非嚴重地震區域內，對于液體粘滯阻尼器的安置也能夠有效達到抗震效果。

1.2 在罕遇大地震或大風發生時起到防范作用

在地震防御期間我們需要遵循小地震不產生破壞，大地震零倒塌的原則，因此在設計時應當充分考慮好防止地震的各項保護措施，然而針對極其罕見的一些地震或者是臺風而言這些日常的防震措施還是存在一定缺陷的，或者說應用這些防震措施來應對罕見地震而言是不切實際且耗資巨大的。所以在面對罕見的大地震或者是大風時需要利用到結構被動保護措施即采取阻尼器以防護會意外出現的大地震。與此同時液體粘滯阻尼器不僅僅能夠對原有的設計理念進行實踐證明，針對原有的設計進行有效的防護和加固；而且能夠對于原有的結構設計的不足之處進行防護。

利用液體粘滯阻尼器對罕遇大地震或大風進行防護這一設計理念不但能夠給整體的工程項目帶來經濟的實用和節約，而且能夠給工程項目的結果帶來相當積極的影響，從而實現對于經濟和效能兩方面的雙重效益。而在國外防震方面早已經開始使用這一設計理念，尤其是一些在抗震方面取得過優秀成績的國家，我國當今也已經開始針對這一理念進行一定的實踐操作。

1.3 有效解決常規辦法難以完成的一系列問題

在日常生活中結構設計往往會出現在一些經常會受到高地震影響，以及本身土質相當惡劣的地區，一般處理的方式是簡單地對梁柱尺寸進行一定程度的加大，然而這一做法所帶來的后果是其中結構的剛度被動增加，進而其運動的周期明顯減少，這種情況下一旦出現高強度的地震影響那么該結構就會導致整體工程會出現進一步增強的地震力。因此結構最后會進入一個復雜的惡性循環中，常規的解決方法只能相反地增加結構的危險不能有效地解決工程惡性循環出現的問題。而在墨西哥市的長大樓針對這一情況提出了有效的對于后世影響極大的解決措施即采用阻尼器進行耗能。具體作用實現的經過是在日常結構中所使用的抗震阻尼器選擇特別的液體粘滯阻尼器，因為其自己內部不存在剛度，因此不會在最后結構的中影響整體的頻率，同時液體粘滯阻尼器能夠在一定程度上提高了整體結構的阻尼比，因此達到了對整體結構的耗能目的，最后解決日常方法不能解決的結構問題。

2 結構工程中阻尼器的發展

2.1 結構工程中液體粘滯阻尼器發展存在的問題

（1）在設計理念和驗收行為方面缺少一定的規范性流程。與此同時，液體粘滯阻尼器的工程驗收步驟也是相當重要的，但在我國仍然缺乏必要的規范性的檢收步驟。任何行為都需要一定的規則標準進行行為的評判，只有在“枷鎖”內進行創新和工程運作才能有效地促進阻尼器的發展，而我國當今還存在著缺失法律規范文件的問題。

（2）測試手段和測試規程的缺少。液體粘滯阻尼器究其本質是一種速度型的工程設備，因為一般阻尼器只有在高速運轉的情況下才能充分地展現出阻尼力，而其阻尼力的大小必須要依靠大量的試驗且其試驗必須依靠充足的動力才能夠實現，這一要求對于一般試驗中所采用的位移型試驗是全然不同的，然而在我國阻尼器試驗裝備的發展現狀是令人擔憂的，我們自己現有的阻尼器試驗裝備的最大速度也只能夠達到200mmps，這一速度對于液體粘滯阻尼器的試驗來說是遠遠不夠的，是完全無法滿足當今社會工程驗收和試驗要求的。

2.2 結構工程中液體粘滯阻尼器發展現狀

早期的液體粘滯阻尼器中往往是裝滿油料，而油料自身存在的粘性會在阻尼器運作時產生巨大的阻力，直接削弱了阻尼器發展的動力，由此液體粘滯阻尼器工作效率大幅度降低，并且造成結構溫度過高產生安全隱患。而如今的最新發展推出了利用硅油作為動力源，與此同時還需要特別安置一個調節油壓器，這些種種改進措施最終的目的就是為了實現工程結構運作時的壓力大小，促使在主油缸中的硅油在一個高壓狀態下能夠有效地向油壓控制室流動，今兒促進整體結構運轉中達到最終的平衡狀態。同時在這一改進過程中還需要特別關注好整體結構的導油孔、補油和泄壓裝置。

3 結束語

綜上所述，我們可以發現當今我國仍然在液體粘滯阻尼器發展過程中仍然存在著很多問題，但也能發現針對這些問題工程設計人員已經開始思考解決措施并將之落之于實踐運用。同時，隨著我國橋梁建設、抗震工作的廣泛開展，并且基礎建設的工作質量也在不斷上升工作要求在不斷地提高，阻尼器在我國的發展前景是光明良好的，并且我國針對阻尼器已經有了一個良好的開始，因此在未來的發展中我們應當更加關注液體粘滯阻尼器發展情況中存在的細節問題，推動結構在液體粘滯阻尼器發展下進一步得到有效的完善。