粘滞流体阻尼器用于建筑结构的减震设计原理与方法.pdf

第38卷第8期建筑结构2008年8月

粘滞流体阻尼器用于建筑结构的减震设计原理与方法
叶正强1李爱群2娄宇1
(1中国电子工程设计院北京100840;2东南大学土木工程学院南京210096)

[摘要]研究了粘滞流体阻尼器用于建筑结构消能减震设计的原理、分析方法。包括阻尼器的设置、消能支撑的型
式、支撑钢杆的设计、抗震设防目标、消能减震建筑结构的特点。给出了消能减震结构的附加水平控制力、附加有效
阻尼比、地震影响系数、阻尼矩阵的计算方法;介绍了振型分解反应谱法和直接动力时程分析法的设计计算要点。
最后给出了采用粘滞流体阻尼器进行消能减震设计的实用设计步骤。
[关键词]粘滞流体阻尼器;消能减震;结构;附加阻尼;抗震设计

DesignPrincipleandMethodofStructuralVibrationEnergyDissipationUsingFluidViscousDampers
YeZhengqiang1,LiAiqun2,LouYu1
1ChinaElectronicsEngineeringDesignInstitute,Beijing100840,China
2CollegeofCivilEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China
Abstract:Theseismicdesignprincipleandanalysismethodsforbuildingstructuresusingfluidviscousdampersarestudiedin
details.Thelayoutoffluidviscousdampers,energy2dissipationbracetype,seismicfortificationaimandkeycharacteristicsofthis
technologyareintroduced.Theadditionalhorizontalcontrolforceofthefluidviscousdampersappliedtostructures,additional
effectivedampingratio,seismicinfluencecoefficientandcalculationmethodofdampingcoefficientmatrixarepresented.Two
calculationmethods,i.e.responsespectrummethodanddirectdynamictime2historyanalysismethod,aredescribed.Thepractical
designprocedureofstructuralvibrationenergydissipationtechnologyispresentedusingfluidviscousdamper.
Keywords:fluidviscousdamper;vibrationenergydissipation;structure;additionaldampingcoefficient;seismicdesign

0粘滞流体阻尼器消能减震技术概述和长期工作性能等,对拟采用的设计方案进行技术、经
粘滞流体阻尼器是一种液压装置,是一种无刚度济可行性对比分析。现阶段,这种技术主要用于对使
(指工程结构自振频率所在的低频范围内,一般可取小用功能有特殊要求(如重要机关、医院等地震时不能中
于310Hz)的速度相关型阻尼器。阻尼力2位移滞回曲断使用的建筑等)的高烈度地区(8,9度区)的建筑。结
线是一个饱满的椭圆,具有稳定的动力性能和很强的构的高度越高、跨度越大、变形越大及场地的烈度越
耗能能力,作为一种消能减振装置,可以认为不改变结高,消能减震效果越明显。
构的刚度,只对结构提供附加阻尼。一般情况下,阻尼111阻尼器的设置要求
器的输出阻尼力F与活塞运动速度V的某个次方成粘滞流体阻尼器的布置应符合以下要求:1)应沿
正比,即结构的两个主轴方向均提供足够的附加阻尼;2)宜设
α
F=cV(1)在层间变形较大的部位;3)尽可能分散、均匀设置,形
式中c是阻尼常数,α为一个介于013～110之间的数成均匀合理的受力体系;4)与斜撑、墙体、梁或节点等
(当α=1时为线性阻尼器)。支承构件的连接,应符合钢构件连接或钢与钢筋混凝
采用粘滞流体阻尼器的消能减震结构就是把结构土构件连接的要求,并能承担阻尼器施加给连接节点
的某些构件(如支撑、剪力墙、连接件等)设计成粘滞流的最大作用力;5)与消能部件相连的结构构件,应计入
体阻尼器消能杆件,或在结构的某些部位(层间空间、消能部件传递的附加内力,并将其传给基础;6)应采用
节点、连接缝等)