PDF《一种定性“阻尼器 ”的适用范围》

90 年代初, 这类阻尼器被用于隔震结构 中, 但由于当时关于这类产品的理论研究和试验分 析都非常有限, 在相当长的一段时间( GERB,1986, Higashino 等, 1988) [7 ~

8 ] , 这种性能极为复杂的产品 仅依据线性粘滞阻尼来表征(Linear Viscous Dashpot) .在GERB 公司和美国国家地震研究中心 的资助合作下, Makis 和Constantinou 等多位学者 ( 1990) [4 ] 对来自于 GERB 厂商的产品进行了系统 研究发现, 在水平方向与竖直方向这类阻尼锅可表 第35 卷第

6 期 陈永祁, 等: 一种定性 阻尼器 的适用范围 ・69・ Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting Vol. 35, No.

6 2013 现出完全不同的性能, 根据分数导数理论, 最终采用 麦克斯韦尔模型给出装置的理论公式, 并与试验结 果相符.如下内容均来自上述的科学实验研究以及 最终成稿的 NCEER( 国家地震工程研究中心) 结论 性的技术报告 [1 ~

5 ] .

2 缸筒流体阻尼器构造和特点 2.

1 基本构成 缸筒流体阻尼器最早被用于管道系统减振以及 大型工业设备如冲压锻压设备基础的减振领域, 随 着土木工程领域减隔振的发展该装置也被用于建筑 物隔震方面.缸筒流体阻尼器通常包括一个浸在高 粘度流体中的可动部件, 这个可动部件一般可采用 中空的缸体, 为了增大阻尼力通常在缸体外设置凸 凹外壁, 阻尼器可沿任何方向移动, 通过可动部件在 液体中的位移, 依靠剪切摩擦产生阻尼力.图1是用在日本的一个隔震建筑配合橡胶支座使用的缸筒 流体阻尼器(Huffmann, 1985;

Makris and Constantinou, 1990) [4 ] , 其中包括一个容器内在粘滞 流体上面的环形钢板. 图1缸筒流体阻尼器内部构造 Fig.

1 Geometry of cylindrical pot fluid damper 这类阻尼器的动力性能一方面依靠粘性流体的 特性, 另一方面由装置的几何尺寸决定.一般情况 下这种阻尼器呈现粘性和弹性的特性.为了最大化 装置的能量耗散, 通常需要利用粘性非常大的流体 材料, 由于这类材料在一个无压力的自由空间里使 用, 也引起这类装置同时具有强烈的频率和温度相 关性.虽然这类开放性缸筒流体阻尼器在内部构造 上存在不同的形式, 如日本曾使用过的阻尼墙, 但研 究发现都存在频率和温度相关性, 一些情况下其位 移相关性也十分显著.而且, 阻尼器可动部分是浸 在液体中, 这一装置特点是在任何方向均可由剪切 摩擦和液体压缩产生粘滞力, 从而起到减振作用, 但 根据运动方向不同, 如水平方向或者垂直方向, 由于 液体所受到的剪切运动性质不同, 而呈现出不同的 性能 [4 ] .缸筒阻尼器的构造决定其与工程结构抗 震阻尼器所采用的高压密封流体设计显著不同, ........