摩擦阻尼器诞生于20世70年代末在1972年提出了结构控制概念之后,国内外学者开始系统地开发摩擦阻尼器,40多年来,国内外学者主要致力于四大类摩擦阻尼器的开发和研究.并将其推广应用到新建项目和已有建筑物的抗震加固改造中.
摩擦阻尼器(FD)是一种通过构件间的摩擦滑移消耗输入的能量的产品.在正常使用载荷情况下,摩擦阻尼器为结构提供附加刚度而本身不滑移.在中大震作用下,摩擦阻尼器通过产生摩擦滑移做功以消耗吸收地震输入的能量,为结构提供的附加阻尼,从而减小结构相应.
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阻尼是结构振动衰减的根本原因,但由于实际结构中的阻尼复杂特性使得并不能精细定位阻尼,故在结构分析中一般认为结构阻尼为线性粘滞阻尼,也即是认为阻尼力与速度成正比,且假定结构中设置阻尼器后所附加给结构的阻尼与结构本身的阻尼基本一致。
阻尼器(墙)是根据流体运动,特别是当流体通过节流孔或在封闭空间中进行相对运动时与壁缸或壁筒产生相互作用,将流体运动产生的动能转化为热能,从而耗散地震输入的能量。这种因流体运动将动能转化为热能所产生粘滞阻尼的耗能装置,即被称之为阻尼器,又称之为速度型阻尼器,其阻尼力的大小与流体运动的速率密切相关,速度越大,阻尼力越大,速度为0时,阻尼力为0,是一种刚度无关、速度相关的阻尼器。
阻尼器的阻尼力;
阻尼系数,与壁缸或壁筒的具体尺寸、粘滞流体的粘度等因素密切相关;
与阻尼器的内部构造密切相关。α<1时为非线性粘滞阻尼器,α=1时为线性阻尼器,α>1时被称为超线性阻尼器。线性阻尼器的阻尼力与相对速度成线性关系;非线性阻尼器在较低的相对速度下,可以输出较大的阻尼力,当速度较高时,阻尼力的增长率较小;超线性粘滞阻尼器的阻尼力随相对速度的增长呈非线性急速增长,在实际的建筑工程中应用不多。
粘滞流体阻尼器的装配工艺
1、对所有装配零件、外购件,按图纸要求进行检查,如导向套、活塞、导杆、缸筒和密封件等关键零配件,应从严检查,做好相互配合试装工作;
2、所有零配件不得出现工业七害:毛刺、磕碰、划伤、锈蚀、污染、残磁和铁屑,出现锈蚀和严重磕碰划伤的零件都应按废品处理;
3、认真做好装配前清理工作(退磁、除锈、去毛刺、倒角、清洗、防锈、防污染等工作);
4、装配过程中合理采用导向夹具(工具),防止所有密封件等配件出现切边、装错、漏装等现象,一旦出现,必须纠正;
5、按要求必须将所有容腔内的工作介质注满。排尽空气,严禁将污染物质注入容腔内;
6、两端压紧螺母安装完成之后,活塞必须处于平衡位置;
7、两端耳环应处于同一平面;
8、装配完成的阻尼器不准落地放置,应采用整木固定、水平放置,并采取防尘防锈保护措施;
粘滞阻尼器安装要点
1)粘滞阻尼器作为成品构件在工厂加工好,在现场安装前应对与粘滞阻尼器安装位置处的净高、净宽,存在偏差的,可在允许范围内调整节点板,保证粘滞阻尼器的安装长度;如果偏差过大,则应联系设计师,重新设计节点板。
2)根据节点板深化图标记节点板连接位置,保证节点板与预埋件腹板对齐及上下节点板在同一竖直平面内,保证粘滞阻尼器及节点板的受力要求。
3)节点板的起吊设备通常采用手动葫芦,该项目单个节点板极大起重吨位为2吨。
4)节点板固定后,开始吊装粘滞阻尼器,粘滞阻尼器为成品构件,表面焊有**的吊耳(沿软钢阻尼器长度有两道),可直接穿入吊索进行吊装,吊装设备为葫芦吊,粘滞阻尼器有吊耳的面朝上。该项目粘滞阻尼器单根极大起重吨位为2吨。
5)临时吊点的准备,粘滞阻尼器在安装前应设置好临时吊点,每根粘滞阻尼器的临时吊点不少于2个。
6)粘滞阻尼器起吊为两端不等高起吊,首先牵拉粘滞阻尼器下端达到安装部位,用电焊点焊,再牵引粘滞阻尼器上端就位。
7)粘滞阻尼器就位后,采用措施进行临时固定(通常采用连接腹板临时螺栓固定等),临时固定后,再对粘滞阻尼器位置进行校正,应特别注意粘滞阻尼器扭转偏移。
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软钢阻尼器技术性能
1.屈服承载力;5~10000kN.
2.屈服位移;0.2mm~10mm.
3.比较高位移;12mm~150mm.
4. 屈服后强度与初始刚度比:0.01~0.05.
5.设计使用年限;70年以上(在未发生强震及火灾的情况下)。
6.K形板材料;软钢BLY160,BLY225,低屈服点钢Q190,Q235
7.软钢阻尼器不直接参与承受竖向荷载,在强大震动的作用下的屈服并不会危害主体结构的
8.软钢阻尼器生产,制造,试验依据的标准主要有;
《建筑消能阻尼器》(JG/T 209)
《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)
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