摩擦型阻尼器在抗震方面的应用
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摩擦型阻尼器在抗震方面的应用
摘 要 随着近年来地震灾害频发，在建筑工程建设中对建筑物的抗震能力提
出了新的要求。传统的建筑抗震结构通过建筑自身构件的变形来消耗地震能量，
会对建筑物自身结构造成永久性破坏，对建筑物的后期使用安全造成较大的影
响。通过在建筑物抗震结果中加入摩擦阻尼器构件，能够利用该构件吸收掉大部
分地震能量，有效降低了地震对建筑物本体结构的破坏，对提升建筑物的整体抗
震性能具有重要作用。本文对摩擦阻尼器在建筑抗震方面的应用进行了简单的分
析。
关键词 摩擦阻尼器；抗震；原理；应用
1摩擦阻尼器概述及分类
摩擦阻尼器是一种被动的耗能减振装置。随着近年来国内外研究人员的不断
研究，开发出了多包括普通摩擦阻尼器、Pall摩擦阻尼器及Sumitomo摩擦阻尼
器等多种摩擦阻尼器。
传统的建筑物抗震方法是通过建筑结构本身的塑性变形来消耗地震的能量，
这种看诊方式会对结构本身造成较大的破坏，无法有效保证建筑的安全性。而通
过利用摩擦阻尼器进行减震的方法能够有效避免对建筑物结构本身的破坏。摩擦
阻尼器的耗能能力较高，建筑物本身的荷载以及震动频率对其耗能能力的影响较
小，同时其还具有取材容易、造价低廉等特点，能够很好的应用到建筑结构的抗
震工作中。
1.1普通摩擦阻尼器
普通的摩擦阻尼器主要分为三层结构，分别为中间钢板和上下两层的铜垫
板。普通摩擦阻尼器主要是通过中间钢板对上下两层铜垫板的摩擦进行耗能，中
间钢板与铜垫板通过螺栓进行连接，在耗能过程中，可以通过紧固螺栓或放松螺
栓来调节摩擦力的大小。螺栓的紧固力越大，摩擦阻尼器运动所产生的摩擦力越
大。同时，在该结构中采用钢板和铜两种材料，能够降低阻尼器滑动摩擦力的衰
减，从而有效保证了阻尼器性能的充分发挥。经过试验证明，该摩擦阻尼器的摩
擦力衰减主要受到螺栓紧固力的影响，因此，在安装过程中，需要尽量紧固螺栓，
保证阻尼器实现最大的耗能，以此来尽量降低地震对建筑物结构的影响。
1.2 Pall摩擦阻尼器
Pall摩擦阻尼器是一种双向的摩擦阻尼器，目前已被广泛应用到工程的抗震
结构中，它是由Pall等人在1982年设计出来的。Pall摩擦阻尼器采用X型结构，
其摩擦构件在X型支架的中间交汇点上。X型结构的两条支架采用柔性材料，
并在中间点连接摩擦结构。其X型支架利用方框行支架进行连接，这样能够在
建筑结构的动力反应引起阻尼器所在结构层发生相对层间位移时，使X型结构
产生拉力，当该拉力超过中心滑动连接点的摩擦极限时，就会使X型结构以中
心点进行摩擦耗能，从而吸收地震能量。Pall摩擦阻尼器与普通摩擦阻尼器相比，
其摩擦力不会收到外界因素的影响，从而有效保证了整体结构长期的稳定性，对
提高建筑的使用安全具有重要作用。另外，Pall摩擦阻尼器中的方框连接结构能
够通过变形来保证X型支架在受力过程中的稳定性，同时也使阻尼器的整体摩
擦耗能性能大幅度提高。
1.3 sumitomo摩擦阻尼器
Sumitomo摩擦阻尼器是由日本Sumitomo金属公司开发的，该阻尼器具有多
个楔块构成，它主要是利用带有石墨楔的铜合金摩擦板与钢铜内表面进行摩擦实
现耗能。Sumitomo摩擦阻尼器受到外界荷载及自身摩擦滑动次数及自身的温度
影响较小，其使用性能十分稳定，对建筑物整体抗震性能的提升具有重要作用，
目前已被广泛应用到各项工程中。
2摩擦阻尼器在工程抗震结构中的应用
近年来，摩擦阻尼器被应用到很多工程的抗震结构中，对提高建筑的抗震能
力具有重要作用。
2.1新建工程中的应用
在新建的工程中，通过将摩擦阻尼器应用到建筑的抗震结构中，能够有效提
高建筑整体的抗震性能，减少地震对建筑物自身结构的破坏。比如Concordia大
学图书馆位于加拿大Montreal，该建筑主要采用Pall摩擦耗能来起到抗震的作用，
该建筑中总共采用了143个起滑荷载达到7000kN的摩擦阻尼器构件。经过详细
的计算分析，计算出这些摩擦阻尼器在地震过程中大约能够吸收建筑受到总能耗
的50%，有效的保证了建筑结构的稳定性。另外，通过带Pall摩擦阻尼器构件
的安装，还可以有效减轻建筑整体自重，使建筑更加美观。
2.2原有工程加固中的应用
摩擦阻尼器除了应用到新建的工程中，还能够对原有建筑的抗震结构进行加
固。在国内，很多几十年前建设的一些标志性建筑，由于年代久远，导致结构全
面老化，同时由于近年来地震频发，使这些建筑的使用安全受到了一定的威胁。
因此，需要对建筑的整体结构进行从新加固，通过在加固使将摩擦阻尼器构件加
入到抗震结构中，对提高建筑物整体的安全性具有重要作用。比如某些建筑，其
功能已经不能满足当前需求，但是由于其存在重要意义，不能进行拆除，就只能
就行扩建。在这一过程中由于原结构的设计标准较低，扩建之后的结构可能会对
原有结构造成较大的符合，这是就需要采用新的抗震结构来保证建筑物整体结构
的稳定性。通过加入摩擦阻尼器构件，能够对建筑结构的自重进行很好的控制，
将扩建结构对原有结构的影响降到最低，同时还能有效提高建筑整体结构的抗震
性能。但是由于原建筑结构本身的限制，在进行加固的过程中，摩擦阻尼器构件
的布置可能会受到一定影响，导致其抗震性能无法充分发挥。
3结论
摩擦阻尼器由于其出色的性能和低廉的成本，能够被应用到大量工程中，其
发展前景非常关阔。通过摩擦阻尼器构件的安装，能够有效消耗建筑物在地震过
程中所承受的能量，降低地震对建筑物结构的破坏。但是当前的摩擦阻尼器还存
在一定的缺陷，其长时间处于静止状态下，与建筑构件的摩擦系数会发生一定程
度的变化，使整体抗震性能降低。因此，还需要进行不断的研究，以克服摩擦阻
尼器的缺点，推动其抗震性能的全面提升，为建筑结构的长期稳定性和安全性提
供可靠的保证。
参考文献
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