粘滞阻尼器在加固工程中的应用

粘滞阻尼器在加固工程中的应用

翟浩东

珠海市规划设计研究院  广东珠海  519000

摘要：随着城市的发展，越来越多的建筑具有独特的外观和功能，但同时也存在着建筑加固的问题。传统的结构加固一般是通过增加结构本身的强度和刚度来实现的，但在实际应用中，仍然会遇到一定的问题，从而影响工程质量。通过添加粘滞阻尼器对建筑物进行加固比传统的加固方法有很多优点，并且可以达到满意的效果。因此，本文对于粘滞阻尼器在加固工程中的应用进行分析，仅供参考。

关键词：粘滞阻尼器；加固工程；应用

引言：目前，不少民用建筑已经过了使用年限，由于当时的设计规范较低，在施工和管理中出现了一些问题，影响了工程的实际质量，并造成了各种安全隐患。据统计，超过40%的既有建筑需要逐步进行检查、评估和重新安装，因此既有建筑的防风、抗震加固是当前建设项目的一大研究问题。传统的结构加固方法有截面扩大法、预应力加固法、支点加固法等，但其加固效果并不理想，需要有效的粘滞阻尼方法进行加固。

一、明确粘滞阻尼器抗震设计的原理

粘滞阻尼器设计是土木工程中的一种新型抗震设计，是一种结构耗能减震系统。粘滞阻尼器的主要原理是将建筑结构某些部位的一些非承重构件转变为耗能装置，如支撑构件、剪力墙或连杆等。粘滞阻尼器的主要结构部件包括外钢板、内钢板以及钢板间的粘性流体，其工作原理是为运动的流体提供粘性阻力，从而达到强化效果。粘滞阻尼器是一种非刚性、速度相关的阻尼器，其阻尼力与活塞的速度成正比。

粘滞阻尼器按结构类型可分为壁式粘滞阻尼器、简易阻尼器和粘滞阻尼器三种类型，这一设备是利用流体运动时粘滞阻尼装置的阻力而形成的增强体，它是一种没有刚度的阻尼器，而粘滞阻尼器的阻力与活塞行进的速度成正比，不同类型的减粘有各自的特点。液压缸式粘滞阻尼器通常由阻尼材料、阻尼器活塞孔和气缸组成，活塞可以在气缸内前后移动。液压缸式粘滞阻尼器的圆筒上有一个小孔，里面充满液体阻尼材料，在出现小震动的情况时，这些耗能构件或装置将具有足够的刚度，建筑物的所有连接点都处于弹性状态，结构可以进行一定程度的延伸并在正常范围内进行调整。在大风和强震的环境下，这些耗能元件和设备会在第一时间保持弹性状态，所有耗能元件和设备都会将能量分散，达到地震并未对建筑物主体造成重大损坏的目的。

二、改善粘滞阻尼器规程

粘滞阻尼器加固方法是一种新型的加固方法，与传统的加固方法相比具有明显的优势。传统的加固方法采用扩大截面、加强、粘贴钢板等方法，或者在原有结构上改变或增加新的结构，对加固后的性能有很大的限制，而且很难实现刚度和性能之间的良好匹配，并且容易造成刚度突变、局部应力集中、薄弱层传递等效应。当发生地震时，加固建筑会产生非弹性的变形，对建筑结构本身造成很大破坏，严重时会导致建筑倒塌。为了提高粘滞阻尼器在既有建筑加固中的应用价值，需要结合当前施工现状，分析实际施工中存在的问题，并进行有针对性地改进，以提高粘滞阻尼器的加固效果。

当活塞和气缸发生变化和运动时，由于前后活塞的压力，液体阻尼材料会通过小孔进行渗透，并形成良好的阻尼力。粘滞阻尼器在运作的过程中，会将机械能转化为热能，在消耗其机械能的同时，能够降低能量的使用，从而减少了建筑物的振动。但在消能减震系统中，如果采用粘滞阻尼器应用的方法，只会增加非承载消耗的分量，不会在增加结构刚度的情况下影响原结构的力学性能，防止因添加某一构件而引起的不良现象。因此，工作人员在使用粘滞阻尼器的时候，必须解决好其设备应用的问题，并且对其使用的规章制度进行完善，在此基础上对我国加固工程的实施提供技术标准和应用效果，扩大粘滞阻尼器的适用范围。

三、优化粘滞阻尼器的研究与生产结构

在粘滞阻尼器的实际应用中，研究人员通常是大学研究人员，在实际研究中需要加强实践验证，产品生产只能在工厂实现。根据加固工程应用粘滞阻尼器后的效果分析，设计人员在粘滞阻尼器的设计中，将非承重构件成了耗能结构，会对粘滞阻尼器的应用与生产结构造成一定的影响，这就需要工作人员去保护主体结构安全，不改变结构原貌，尽可能降低原有建筑结构的干扰。所以在对粘滞阻尼器进行开发与运用的过程当中，工作人员需要尽快对加固工程的实际情况进行分析，尽可能缩短粘滞阻尼器的开发时间与生产时间，并第一时间将粘滞阻尼器应用到实际的建设项目当中。

比如，在我国的建筑加固工程中，北京饭店、中国革命历史博物馆、北京展览馆等几座重要建筑均采用粘滞阻尼加固技术，对一些典型、有代表性的建筑进行综合抗震，工作人员也要对建筑物进行评估、加固和改造，并取得良好的加固效果，为工程质量和安全提供了重要保证。采用粘滞阻尼器加固的建筑主体结构，如果地震发生时不进入明显非弹性状态，振动响应就会很小。由于粘滞阻尼器安装简单、运作效率较高、减震效果好，且在加固过程中的施工比较方便，因此在施工中受到了较多的关注，并且在实际的加固工程中，该技术的优势能够得到发挥和体现，增加建筑物的稳定性和安全性，减少地震等对加固工程产生的不利因素，以此来提高建筑物质量和使用寿命的影响。

四、对粘滞阻尼器进行设计

在目前我国现有的技术上，粘滞阻尼器的输出速度是根据相应的技术标准进行设定的，通过测量反应速度并乘以相应的安全系数，来决定粘滞阻尼器的参数。粘滞阻尼器在进行工作的过程中，当其运行在最低速度时，耗能作用就不会发挥，而当转速超过粘滞阻尼器额定转速时，加固工程的安全与结构无法保证。在当前加固工程进行施工的过程当中，如何充分发挥阻尼器的功能，保证整个振动过程中阻尼器及结构的安全，超出了设计人员的认知与范围。

目前中国国内应用的粘滞阻尼器主要分成孔隙式、狭缝式和组合式，参数控制系统的核心部件为活塞，可调节活塞与阻尼孔的受力与尺寸，或者可调节活塞与气缸内部的接触。所耗能的阻尼力主要受制于各种技术指标，如阻尼系数、指数、速度和位移比等，但是对特定吨位的粘滞阻尼器想要获得良好的阻尼效应，最通常的方式就可以分成被动控制和主动控制。被动控制主要就是从粘滞阻尼器自身的整体构造上来看，如增加阻尼孔、修改阻尼孔形式、缩短活塞气缸距、修改气缸外形等等，从粘滞阻尼器的整体构造就可发现，由于活塞只是粘滞阻尼器的一个零件，占用的空间也有限，因此增加阻尼效果的步骤明显受到限制，工作人员不能对其进行自由的调节。主动控制系统通过设置在粘滞阻尼器中的多个控制器和传感器来对其实施监控，这就要求粘滞阻尼器自身的控制系统都非常复杂，同时这些控制器和传感器也往往要求外置的电源供应，保障加固工程施工的质量与效果。

结束语：纵观全文来看，粘滞阻尼器抗震设计是一项新兴的抗震设计技术，具有安全性、经济性和技术合理性。现如今，我国其实对于粘滞阻尼器的使用并不多见，只有更多的工程实例才能进一步完善和细化粘滞阻尼器的分析方法和结构设计，这在很大程度上影响到了加固工程施工的质量与有效性。而粘滞阻尼器的影响以及如何优化阻尼器参数需要进一步研究，为增强粘滞阻尼器应用于加固工程中的效果，工作人员应结合施工技术发展现状，对粘滞阻尼器的关键技术与施工问题进行处理，确保其在加固工程中的使用不会出现问题，为我国建筑行业的发展给予一份力量。

参考文献：

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