阻尼器在消能减震结构中的应用

土木工程中的消能减震结构设计研究在土木工程领域，保障建筑物在地震等自然灾害中的安全性至关重要。

消能减震结构设计作为一种有效的抗震手段，近年来受到了广泛的关注和研究。

本文将对土木工程中的消能减震结构设计进行深入探讨。

一、消能减震结构的基本原理消能减震结构的核心原理是通过在结构中设置专门的消能部件，如阻尼器，来消耗地震输入结构的能量，从而减轻主体结构的地震响应。

当建筑物受到地震作用时，消能部件能够产生较大的阻尼力，迅速将地震能量转化为热能等其他形式的能量耗散掉，降低结构的振动幅度和变形，保护主体结构的完整性和稳定性。

常见的消能器包括粘滞阻尼器、金属阻尼器、摩擦阻尼器等。

粘滞阻尼器利用液体的粘性阻力来消耗能量；金属阻尼器则依靠金属材料的塑性变形来实现耗能；摩擦阻尼器通过接触面的摩擦力来消耗能量。

二、消能减震结构设计的关键要素1、消能器的选型与布置消能器的类型和性能应根据建筑物的结构特点、地震烈度、使用功能等因素进行选择。

在布置消能器时，需要考虑结构的受力特点和变形模式，使消能器能够在地震作用下充分发挥作用。

一般来说，消能器应布置在结构的变形较大、受力复杂的部位，如框架结构的梁柱节点、剪力墙结构的连梁等。

2、结构分析与计算进行消能减震结构设计时，需要采用合适的分析方法和计算软件，准确模拟消能器的力学性能和结构的地震响应。

常用的分析方法包括时程分析法、振型分解反应谱法等。

时程分析法能够较为真实地反映结构在地震作用下的动态响应，但计算量较大；振型分解反应谱法则相对简单，但对于复杂结构和消能器的模拟可能不够精确。

3、连接构造设计消能器与主体结构之间的连接构造至关重要，它直接影响消能器的工作性能和结构的安全性。

连接构造应具有足够的强度、刚度和耐久性，能够可靠地传递消能器产生的力和变形。

同时，还应考虑连接构造的施工可行性和维护便利性。

三、消能减震结构设计的流程1、确定设计目标根据建筑物的重要性、使用功能和所处地区的地震危险性，确定消能减震结构的设计目标，如降低结构的地震响应、保证人员生命安全、减少经济损失等。

浅谈消能减震技术消能减震技术是一种应用于工程领域的技术手段，旨在减轻地震、爆炸、风暴等自然灾害和人为原因造成的冲击力，保护建筑和设施的完整性和耐久性。

本文将从消能减震技术的原理、应用领域以及发展前景等三个方面进行浅谈。

消能减震技术的原理主要基于能量转换和耗散。

在遭受冲击力时，消能装置通过吸收和转换能量，将冲击力转化为热能、声能和其他形式的能量，并分散和降低强度，从而达到减震的目的。

常见的消能减震技术包括弹簧阻尼器、液体阻尼器、摩擦阻尼器等。

这些技术在建筑和桥梁等工程中得到广泛应用，有效减轻了冲击力对结构物的破坏。

消能减震技术的应用领域非常广泛。

在建筑领域，消能减震技术可以用于高层建筑、地铁隧道、桥梁等结构物的抗震设计，提高抗震能力和安全性。

在核电站和石油化工厂等工业领域，消能减震技术可以提高设施的抗震能力，减少事故风险。

消能减震技术还可应用于地铁、高速铁路等交通工程，提升运输设施的安全性和舒适性。

消能减震技术的发展前景非常广阔。

随着人们对建筑和设施安全性要求的提高，消能减震技术将得到更广泛的应用。

通过减少震动和冲击力对结构物的影响，消能减震技术可以延长结构物的使用寿命，减少维护成本。

随着技术的不断进步和创新，消能减震技术的效果和性能也将不断提高，进一步推动其在工程领域的应用。

消能减震技术也面临着一些挑战和问题。

该技术的成本相对较高，导致在一些经济发展不发达地区应用较少。

消能减震技术在设计和施工过程中需要严格控制，一旦设计或施工出现问题，会导致设施的抗震性能下降。

消能减震技术的使用寿命也需要考虑，随着时间的推移，其性能可能会逐渐降低。

消能减震技术是一种能够有效减轻地震、爆炸等冲击力对结构物的破坏的技术手段。

其原理基于能量转换和耗散，应用领域广泛，并且具有良好的发展前景。

该技术也面临一些挑战和问题，需要进一步研究和改进。

随着人们对建筑和设施安全性要求的不断提高，相信消能减震技术在未来会有更广泛的应用。

阻尼器在结构振动控制中的应用研究王臣(中煤国际工程集团武汉设计研究院，湖北武汉430000)应用科技￡}裔要】本文介绍了粘弹|生阻尼器在结构工程中的应用。

并对其工作原理和巨能进行了分析。

同时给出了遭台于结构分橱计算的动力学模型，结合一个具钵算倒，比较了结构设置阻尼器前后的最大层剪力，得到了设置阻尼器后结构整体抗震性能得到提高的结论j臼籀}剐阻尼嚣；振动控制；动力学模型随着建筑形式的多样化以及结构复杂程度的增加，结构在地震和风等动力荷载作用下的振动问题也日益突出，单纯通增大构件截面或者增强刚度的方法已经不能满足结构的实用功能要求，比较合理的设计方法是在结构上增加耗能装置，并根据能量输入、能量吸收和能量耗散进行结构谢十，运用新型材料制成的阻尼器的应用已成为结构工程振动控制具有前沿性的发展方向之一，粘弹性阻尼器就是耗能装置的一种，它构造简单，滴振效果好o1工作原理在结构上设置粘弹性阻尼器是减结构动力响应的简单有效的方法。

所谓磁流变(M R)阻尼器就是以磁流变液作为工作介质的，应用磁流变效应特l生I而制造出的—种新型振动控制装置。

它具有结构简单、能耗小、出力大、响应快、阻尼力连续可调等优点，是结构振动半主动控制的理想元件。

此外，M R阻尼器在停电或在半主动控制策略失效后，阻尼器仍然能够作为一种被动耗能装置来抑制结构振动，是一种失效一安全型阻尼器。

在地震时粘弹性阻尼器能够先进入非弹性阶段，大幅消耗输入能量，迅速衰减结构的振动响应，减少或避免结构构件的损坏，确保结构的安全。

粘弹性阻尼器—般由粘弹性材料和约束钢板或内外约束钢圆筒构成，是—种主要与速度相关的被动消能减振装置。

在结构振动下，粘弹性材料产生剪切变形，从而耗敝结构的振动能Ii o大量的振动台试验表明，在结构上增设粘弹性阻尼器，不仅可以增加结构的刚度还可以大幅提高结构的阻尼，耗散输^结构的能量，减小结构的振动响应。

—般而言，结构中加入粘弹性阻尼器后，将改变结构的刚度、阻尼分布，从而使结构的动力特性也随之改变。

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。

摩擦阻尼器耗能减震的研究综述吴忠坤发布时间：2021-08-10T06:57:40.840Z 来源：《基层建设》2021年第15期作者：吴忠坤[导读] 地震灾害具有突发性和不可预测性，对结构进行抗震设计是有效的防震措施。

在实际工程中，利用附加阻尼器对结构进行被动控制成为工程中常用的减震方法广州大学土木工程学院广东广州 510006摘要：地震灾害具有突发性和不可预测性，对结构进行抗震设计是有效的防震措施。

在实际工程中，利用附加阻尼器对结构进行被动控制成为工程中常用的减震方法，该方法由于其经济有效而被越来越多的工程结构所采用。

其中，摩擦阻尼器由于其构造简单、价格低廉、耗能能力强，具有良好的发展前景。

本文从传统抗震方法和现代抗震理念对比分析了阻尼器在耗能减震中的优势，及摩擦阻尼器的种类、构造和减震原理。

关键词：抗震加固；消能减震；摩擦阻尼器一、引言地震是目前人类尚难以完全抗御的主要灾害之一，对人类的生命和社会财富造成了巨大的危害。

因此，对结构进行抗震设计尤为重要。

传统的抗震设计方法依靠构件的弹塑性变形来吸收地震能量，本质上就是把结构本身作为效能部件。

一方面这样不可避免地会对结构自身造成一定的损伤，甚至倒塌；另一方面随着建筑技术的发展，人们对于建筑的要求也越来越高，传统的抗震设计方法已无法满足现有的抗震理念。

合理有效的现代抗震措施是采取结构振动控制技术，即在结构上安装耗能装置，由结构和耗能装置共同耗能来抵御地震作用[1]。

而摩擦阻尼器作为一种耗能装置，其具有强大的能耗能力，负载的大小和频率对其功能影响不大，并且结构简单，材料选择简单，成本低廉，具有良好的应用前景。

特别地，在控制结构的近断层地震响应以及中高层结构的地震响应等方面都具有优势。

二、耗能减震的必要性近年来，随着建筑业发展的突飞猛进，建筑结构愈来愈朝着大跨度的方向发展，结构复杂化、多元化，也使得传统的消能减震方式变得难以满足结构的抗风抗震需求。

对于结构体系复杂，例如多层超高层结构，更加是一种挑战。

消能减震结构计算总结首先，要计算消能减震结构的刚度。

减震结构的刚度应根据设计要求进行控制。

一般来说，减震结构的刚度应稍大于地震动峰值加速度与设计基床之间的比值。

通过控制结构的刚度，能够有效地降低结构的动力反应，提高结构的抗震性能。

其次，要计算减震装置的阻尼特性。

减震装置的阻尼特性是影响结构消能能力的重要因素。

常见的减震装置有阻尼器和摇摆臂等。

在计算阻尼器的阻尼特性时，需要考虑阻尼比、阻尼器的滞回特性等。

在计算摇摆臂的阻尼特性时，需要考虑摇摆臂的摇摆周期和阻尼比等。

通过计算减震装置的阻尼特性，可以确定减震装置的参数，提高结构的消能能力。

第三，要计算结构的受力性能。

减震结构在地震作用下会受到一定的力和位移反应。

通过计算结构的动力反应，能够有效评估结构的抗震性能。

一般来说，结构受到的力和位移反应越小，其抗震性能就越好。

因此，在设计减震结构时，需要计算结构在地震作用下的受力性能，以实现优化设计。

最后，要进行减震结构的消能计算。

减震结构能够将地震能量转化为减震装置的内能，并通过内能的耗散实现能量的消散。

通过计算减震装置的耗能能力，可以评估结构的消能能力。

一般来说，减震结构的消能能力越高，其抗震性能就越好。

因此，在设计减震结构时，需要计算减震装置的消能能力，以评估结构的抗震性能。

综上所述，消能减震结构的计算包括刚度计算、阻尼特性计算、受力性能计算和消能计算等。

通过计算这些参数，可以评估结构的抗震性能，指导减震结构的设计和优化。

消能减震结构的应用能够有效地提高结构的抗震性能，减少地震造成的损失。

随着抗震技术的不断发展，相信消能减震结构在未来的建筑设计中将会得到更广泛的应用。

浅谈粘滞阻尼器在框剪结构中的应用摘要：新疆维吾尔自治区阿勒泰地区富蕴县人民医院急诊和医技综合楼建设项目位于高烈度区，按照常规框剪结构进行设计时，为满足规范要求多遇地震下结构截面尺寸过大。

设置粘滞阻尼器后，采用YJK及SAUSAGE结构设计软件进行结构弹塑性分析，发现设置粘滞阻尼器能提高结构抗震性能，并优化结构截面尺寸。

关键词：粘滞阻尼器、框剪结构、阻尼比黏滞流体消能阻尼器是由缸体、活塞、黏滞材料等部分组成，利用黏滞材料运动时产生黏滞阻尼耗散能量的一种速度相关型消能阻尼器。

黏滞消能阻尼器能提供较大的阻尼，因而可以有效地减小结构的振动，同时当结构变形最大时，消能阻尼器的控制力为零，从而使结构的受力更加合理；此外由于黏滞流体消能阻尼器不提供附加的刚度，不会因为安装消能阻尼器而改变结构的自振周期从而增加地震作用；同时其受激励频率和温度的影响较小。

这些优点表明，黏滞流体消能阻尼器在结则是在结构的抗震和抗风控制中有者广阔的应用前景。

1.工程概况本工程位于新疆维吾尔自治区阿勒泰地区富蕴县，采用框架-剪力墙结构形式，楼层数为地下1层，地上7层，建筑结构高度30.9m，宽23.4m。

建筑面积为13940.7㎡，其中地上面积12732.1㎡；工程设计使用年限为50年，属于重点设防类，乙类建筑。

2.设计条件抗震设防烈度8度，设计基本地震加速度峰值为0.20g，设计地震分组第三组，Ⅱ类场地，场地特征周期0.45s。

本工程采用减震方案，在地上3到7层布置40套黏滞阻尼器，设置黏滞阻尼器能有效提高结构在多遇、设防地震作用下的安全储备，实现相关减震设计目标，保证其在使用荷载作用下的正常使用性能。

3.结构分析3.1多遇地震下反应谱分析为了确保动力弹塑性分析模型的准确性，首先对SAUSAGE结构模型进行模态分析及多遇地震下的反应谱分析，并将其计算结果与YJK结果进行对比，如表1.1、表1.2及表1.3所示，其中表中差值为：(|SAUSAGE-YJK|/YJK)*100%。

粘滞阻尼器在学校宿舍楼减震设计中的应用摘要：随着建筑抗震安全性能要求的日益提高，消能减震技术在建筑抗震领域的应用越来越多。

消能减震技术是利用耗能装置(如阻尼器)消耗地震能量，减小主体结构的地震输入，降低整体结构体系的地震响应，进而减轻甚至避免主体结构构架的损伤破坏，是一种可行、有效的抗震策略，已成功应用于实际工程。

粘滞阻尼器是一种用于结构消能减震的阻尼元件，可降低地震作用进而减小结构尺寸以达到相应要求，而且对建筑外观不造成影响。

关键词：消能减震；粘滞阻尼；宿舍楼引言：在小震作用下，减震结构的基底剪力和层间位移角较非减震结构有明显的减小，且最大位移角小于规范值;在大震作用下，减震结构的塑性铰发展较好，满足规范要求，且阻尼器的滞回曲线饱满，具有良好的耗能能力，可为建筑结构安全提供保障。

1传统抗震设计与粘滞阻尼器设计比较传统抗震设计主要通过增大配筋率、改变构架截面面积来实现，而粘滞阻尼器设计能在不改变原有结构的基础上实现抗震能力的大幅度提升。

粘滞阻尼器的工作原理是在流体运动时对其产生粘滞阻力，从而达到加固的效果。

粘滞阻尼器是一种无刚度、速度相关型的阻尼器，并且粘滞阻尼器阻尼力与活塞的运动速度成正比。

1.1传统抗震设计传统抗震设计主要体现在“抗”字，通过加大结构断面、增大配筋率来抵抗地震力。

该方法虽实用、有效，但在实践过程中也逐渐暴露出了问题:（1）提高“抗震”所需的建筑成本，以8度为例，采用上述方法提升抗震能力所增加的造价为8％-15％。

（2）在建筑物的刚度增大的同时，吸收的地震能量也增大。

(V)在大震作用下，增大截面后难以控制结构弹塑性变形耗散地震能量。

1.2粘滞阻尼消能减震设计粘滞阻尼墙可作为墙体安装在结构层间，是利用结构层间的相对运动，使内外钢板之间产生速度梯度引起粘滞材料剪切滞回耗能，达到降低结构动力响应的目的。

粘滞阻尼墙具有以下有优点:（1）易施工，且抗震效果明显。

（2）阻尼力可通过改变粘滞液体的稠度等进行改变。

结构设计中的消能减震措施应用摘要：相比传统抗震结构体系，消能减震结构具有技术先进、经济合理、安全性好的优势，因此本文对结构设计中的消能减震措施应用进行了分析。

关键词：结构设计；消能减震；应用消能减震是指通过设置消能器吸收或耗散地震能量，以保护建筑主体结构不受到破坏。

目前，消能减震技术在结构设计中已得到了不少应用，并收到明显效果。

例如扇形铅粘弹性阻尼器（SLVD）用于钢筋混凝土框架结构的梁柱节点位置，不仅发挥良好的耗能作用，而且保护了核心节点区，有利于实现强节点、弱构件的抗震设计理念[1]。

再如针对阻尼器价高劣势，采用与框架结构相结合的消能墙构建双层抗震体系，小震可提高结构刚度，中震开始屈服但仍保持弹性，大震屈服耗能，从而有效保护主体结构[2]。

为了用好消能减震技术，本文对结构设计中的消能减震措施应用进行了分析。

1 消能减震原理与消能器分类1.1 消能减震原理消能减震可从能量角度来分析，即结构振动的能量平衡原理。

令地震输入系统能量为，系统地震反应的能量（包括动能与势能）为，系统阻尼能为，系统非弹性变形能为，于是有。

对于传统抗震结构来说，只占5%左右，可忽略，就有。

为了耗散地震能量，结构损坏或倒塌，即。

最后，地震反应终止，即。

对于消能减震结构而言，增加了消能器，令其消耗的能量为，于是能量平衡方程有。

系统阻尼可忽略，于是有。

消能器消耗地震能量，即。

于是系统地震反应迅速衰减，即。

使结构免遭破坏，即。

1.2 消能器分类根据消能原理，消能器分为位移相关型消能器、速度相关型消能器和复合相关型消能器三类。

位移相关型消能器是利用材料自身的塑性滞回耗能能力消耗地震能量，其又可细分为金属消能器和摩擦消能器，金属消能器又包括软钢剪切消能器、屈服约束支撑、铅消能器。

速度相关型消能器利用粘滞材料将地震能量转化为热能消耗掉，其又可细分为粘滞流体消能器和粘滞阻尼墙，粘滞流体消能器包括单出杆粘滞阻尼器、双出杆粘滞阻尼器、孔隙式粘滞阻尼器、间隙式粘滞阻尼器等。