淺談消能減震技術

高冉

【摘 ?要】本文介紹了消能減震技術及常見的阻尼器，闡述阻尼器工作機理，總結了阻尼器的優點，并指出其存在的問題。

【關鍵詞】消能減震;速度相關型;位移相關型

一、引言

消能減震技術是指在建筑物的抗側力構件中設置消能部件，通過阻尼器塑性變形吸收和耗散地震能量，降低結構地震反應，達到保護主體結構的目的。耗能減震裝置有很多種，根據耗能依賴性可分為兩大類：速度相關型和位移相關型。速度相關型阻尼器有黏滯阻尼器和黏彈性阻尼器，位移相關型阻尼器有金屬阻尼器、連梁阻尼器和屈曲約束支撐。

二、速度型阻尼器

液體黏滯阻尼器是一種速度相關型阻尼器，既可用于橋梁、建筑的抗震，還可用于抗風。其工作原理是：工程結構因振動而發生變形時，安裝在粘滯液體阻尼器的活塞與缸筒之間發生相對運動，由于活塞前后的壓力差使黏滯流體從阻尼通道中通過，從而產生阻尼力，耗散外界輸入結構的地震能量，達到減輕結構振動響應的目的。

黏彈性阻尼器是一種利用可動部件之間黏彈性材料的剪切變形將建筑物的地震能量轉換為熱能耗散掉，從而減小建筑物的晃動達到減震效果。黏彈性阻尼器中的缸筒流體阻尼器，采用黏性流體作減振器，依賴流體的高粘度提供黏滯力，是一種速度相關型阻尼器。黏彈性阻尼器與黏滯阻尼器比較具有如下有點：①缸筒流體阻尼器構造簡單，加工精度要求不高;②缸筒流體阻尼器沒有固定的阻尼參數。

三、位移相關型阻尼器

屈曲約束支撐是利用芯材在強烈地震中率先屈服起到耗能作用，軟鋼外設的保護裝置將屈服約束在軟鋼上，對整個結構和系統起到了很好的保護作用。具有如下優點：①剛度和承載力的可設計性強，屈曲約束支撐的承載力完全由截面大小確定，不考慮截面過小引起的穩定性問題;②避免人字形支撐中的剪力不平衡;③提供更大的變形能力，更優的低周疲勞性能。

連梁阻尼器是利用其剪切變形來耗散地震能量，連梁阻尼器滯回曲線飽滿，耗能能力良好，在地震后可以快速方便地更換。連梁阻尼器的特點：①有效抑制原鋼筋混凝土連梁塑性發展，減小樓層層間位移角，對結構基底剪力和頂點加速度等影響不大;②罕遇地震作用下連梁阻尼器能發揮作用，增強結構的耗能能力，有效改善剪力墻結構抗震性能;③正常使用及多遇地震作用下，連梁在彈性范圍內工作，保證結構具有足夠的抗側剛度。

金屬軟鋼剪切阻尼器利用軟鋼往復剪切產生的彈塑性滯回變形來耗散地震能量，這種阻尼器所選用的鋼材是一種低強度、高延性的鋼材，有明顯的屈服點，破壞前有明顯的預兆，有較大的變形能力。

四、結論

消能減震技術發展以來，因其良好的減震效果，在工程中得到了廣泛應用，但仍有一些不足的方面需要改進，如粘滯阻尼器漏油、黏彈性阻尼器的溫度相關性等問題。

參考文獻：

[1]陳永祁.橋梁工程液體黏滯阻尼器設計與施工[M].北京：中國鐵道出版社，2012.

[2]陳永祁，馬良喆.結構保護系統的應用與發展[M].北京：中國鐵道出版社，2015.

（作者單位：廣州大學）