液體粘滯阻尼器在結(jié)構(gòu)工程中的最新進(jìn)展

賈麗芳

（大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司， 北京 100097）

液體粘滯阻尼器雖然出現(xiàn)的時(shí)間相當(dāng)短暫，但因?yàn)槠湓诠こ讨械淖饔孟喈?dāng)重大因此液體粘滯阻尼器在短短幾十年的時(shí)間內(nèi)發(fā)展相當(dāng)迅速。在我國更是如此，液體粘滯阻尼器最初就有包括百花齊放在內(nèi)的液體粘滯阻尼器得到了充分的試驗(yàn)和一定實(shí)踐基礎(chǔ)上的發(fā)展。同時(shí)放眼觀之現(xiàn)今的工程發(fā)展可以發(fā)現(xiàn)液體粘滯阻尼器已經(jīng)發(fā)展到了包括摩擦阻尼器、金屬阻尼器在內(nèi)的最少十幾種產(chǎn)品，而針對(duì)這些產(chǎn)品無論是從理論上還是實(shí)踐上而言都有相當(dāng)多的創(chuàng)新之處。

1 阻尼器應(yīng)用的設(shè)計(jì)目標(biāo)和理念

在我國工程項(xiàng)目中常常在橋梁設(shè)計(jì)中會(huì)應(yīng)用到阻尼器，雖然在我國橋梁設(shè)計(jì)中如今還沒有正式規(guī)范的明確規(guī)定，但是于如今我國的抗震工作中已經(jīng)對(duì)阻尼器的使用有了明確的設(shè)計(jì)規(guī)范，在本設(shè)計(jì)工作中仍然存在著一些問題需要得到及時(shí)的解決。綜合我國和國際上的液體粘滯阻尼器的設(shè)計(jì)應(yīng)用和發(fā)展情況，可以大致了解到于結(jié)構(gòu)方面其應(yīng)用方式的目標(biāo)和理念。宏觀上來講，我們可以了解到在工程項(xiàng)目中設(shè)計(jì)阻尼器的如下目的：

1.1 在抗震、抗風(fēng)方面提高工程項(xiàng)目的能力

在一般的工程項(xiàng)目中針對(duì)抗震抗風(fēng)能力基本上都會(huì)一定程度上進(jìn)行設(shè)計(jì)，而液體粘滯阻尼器能夠在建筑本身的抗震抗風(fēng)能力以外對(duì)建筑進(jìn)行耗能和強(qiáng)化結(jié)構(gòu)阻尼的功能，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)于結(jié)構(gòu)反應(yīng)的基底剪力的削弱目的，進(jìn)一步對(duì)于工程整體結(jié)構(gòu)受力的降低，最終有效地大幅度增加整體結(jié)構(gòu)的抗震抗風(fēng)能力。除此以外，一旦液體粘滯阻尼器的安裝能夠在符合設(shè)計(jì)原理的前提下在不同的需求方向均能得到安裝設(shè)置，則還可以對(duì)整體結(jié)構(gòu)起到一個(gè)振動(dòng)受力的有效預(yù)防，并且在振動(dòng)受力出現(xiàn)之前及時(shí)減少先前未能考慮周到的問題，降低事故發(fā)生的可能性提高整體工程結(jié)構(gòu)的效能。在不同的地區(qū)液體粘滯阻尼器的存在都是相當(dāng)必要的，在地震頻繁發(fā)生的地區(qū)，對(duì)于重要結(jié)構(gòu)的保護(hù)是相當(dāng)必要的，而液體粘滯阻尼器的費(fèi)用不算特別高昂，因此在合理的工程經(jīng)費(fèi)預(yù)算內(nèi)安排液體粘滯阻尼器是相當(dāng)有效的，在有效的經(jīng)費(fèi)內(nèi)實(shí)現(xiàn)最大的效益；而在非嚴(yán)重地震區(qū)域內(nèi)，對(duì)于液體粘滯阻尼器的安置也能夠有效達(dá)到抗震效果。

1.2 在罕遇大地震或大風(fēng)發(fā)生時(shí)起到防范作用

在地震防御期間我們需要遵循小地震不產(chǎn)生破壞，大地震零倒塌的原則，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮好防止地震的各項(xiàng)保護(hù)措施，然而針對(duì)極其罕見的一些地震或者是臺(tái)風(fēng)而言這些日常的防震措施還是存在一定缺陷的，或者說應(yīng)用這些防震措施來應(yīng)對(duì)罕見地震而言是不切實(shí)際且耗資巨大的。所以在面對(duì)罕見的大地震或者是大風(fēng)時(shí)需要利用到結(jié)構(gòu)被動(dòng)保護(hù)措施即采取阻尼器以防護(hù)會(huì)意外出現(xiàn)的大地震。與此同時(shí)液體粘滯阻尼器不僅僅能夠?qū)υ械脑O(shè)計(jì)理念進(jìn)行實(shí)踐證明，針對(duì)原有的設(shè)計(jì)進(jìn)行有效的防護(hù)和加固；而且能夠?qū)τ谠械慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不足之處進(jìn)行防護(hù)。

利用液體粘滯阻尼器對(duì)罕遇大地震或大風(fēng)進(jìn)行防護(hù)這一設(shè)計(jì)理念不但能夠給整體的工程項(xiàng)目帶來經(jīng)濟(jì)的實(shí)用和節(jié)約，而且能夠給工程項(xiàng)目的結(jié)果帶來相當(dāng)積極的影響，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于經(jīng)濟(jì)和效能兩方面的雙重效益。而在國外防震方面早已經(jīng)開始使用這一設(shè)計(jì)理念，尤其是一些在抗震方面取得過優(yōu)秀成績的國家，我國當(dāng)今也已經(jīng)開始針對(duì)這一理念進(jìn)行一定的實(shí)踐操作。

1.3 有效解決常規(guī)辦法難以完成的一系列問題

在日常生活中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往會(huì)出現(xiàn)在一些經(jīng)常會(huì)受到高地震影響，以及本身土質(zhì)相當(dāng)惡劣的地區(qū)，一般處理的方式是簡單地對(duì)梁柱尺寸進(jìn)行一定程度的加大，然而這一做法所帶來的后果是其中結(jié)構(gòu)的剛度被動(dòng)增加，進(jìn)而其運(yùn)動(dòng)的周期明顯減少，這種情況下一旦出現(xiàn)高強(qiáng)度的地震影響那么該結(jié)構(gòu)就會(huì)導(dǎo)致整體工程會(huì)出現(xiàn)進(jìn)一步增強(qiáng)的地震力。因此結(jié)構(gòu)最后會(huì)進(jìn)入一個(gè)復(fù)雜的惡性循環(huán)中，常規(guī)的解決方法只能相反地增加結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)不能有效地解決工程惡性循環(huán)出現(xiàn)的問題。而在墨西哥市的長大樓針對(duì)這一情況提出了有效的對(duì)于后世影響極大的解決措施即采用阻尼器進(jìn)行耗能。具體作用實(shí)現(xiàn)的經(jīng)過是在日常結(jié)構(gòu)中所使用的抗震阻尼器選擇特別的液體粘滯阻尼器，因?yàn)槠渥约簝?nèi)部不存在剛度，因此不會(huì)在最后結(jié)構(gòu)的中影響整體的頻率，同時(shí)液體粘滯阻尼器能夠在一定程度上提高了整體結(jié)構(gòu)的阻尼比，因此達(dá)到了對(duì)整體結(jié)構(gòu)的耗能目的，最后解決日常方法不能解決的結(jié)構(gòu)問題。

2 結(jié)構(gòu)工程中阻尼器的發(fā)展

2.1 結(jié)構(gòu)工程中液體粘滯阻尼器發(fā)展存在的問題

（1）在設(shè)計(jì)理念和驗(yàn)收行為方面缺少一定的規(guī)范性流程。與此同時(shí)，液體粘滯阻尼器的工程驗(yàn)收步驟也是相當(dāng)重要的，但在我國仍然缺乏必要的規(guī)范性的檢收步驟。任何行為都需要一定的規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行行為的評(píng)判，只有在“枷鎖”內(nèi)進(jìn)行創(chuàng)新和工程運(yùn)作才能有效地促進(jìn)阻尼器的發(fā)展，而我國當(dāng)今還存在著缺失法律規(guī)范文件的問題。

（2）測試手段和測試規(guī)程的缺少。液體粘滯阻尼器究其本質(zhì)是一種速度型的工程設(shè)備，因?yàn)橐话阕枘崞髦挥性诟咚龠\(yùn)轉(zhuǎn)的情況下才能充分地展現(xiàn)出阻尼力，而其阻尼力的大小必須要依靠大量的試驗(yàn)且其試驗(yàn)必須依靠充足的動(dòng)力才能夠?qū)崿F(xiàn)，這一要求對(duì)于一般試驗(yàn)中所采用的位移型試驗(yàn)是全然不同的，然而在我國阻尼器試驗(yàn)裝備的發(fā)展現(xiàn)狀是令人擔(dān)憂的，我們自己現(xiàn)有的阻尼器試驗(yàn)裝備的最大速度也只能夠達(dá)到200mmps，這一速度對(duì)于液體粘滯阻尼器的試驗(yàn)來說是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，是完全無法滿足當(dāng)今社會(huì)工程驗(yàn)收和試驗(yàn)要求的。

2.2 結(jié)構(gòu)工程中液體粘滯阻尼器發(fā)展現(xiàn)狀

早期的液體粘滯阻尼器中往往是裝滿油料，而油料自身存在的粘性會(huì)在阻尼器運(yùn)作時(shí)產(chǎn)生巨大的阻力，直接削弱了阻尼器發(fā)展的動(dòng)力，由此液體粘滯阻尼器工作效率大幅度降低，并且造成結(jié)構(gòu)溫度過高產(chǎn)生安全隱患。而如今的最新發(fā)展推出了利用硅油作為動(dòng)力源，與此同時(shí)還需要特別安置一個(gè)調(diào)節(jié)油壓器，這些種種改進(jìn)措施最終的目的就是為了實(shí)現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)運(yùn)作時(shí)的壓力大小，促使在主油缸中的硅油在一個(gè)高壓狀態(tài)下能夠有效地向油壓控制室流動(dòng)，今兒促進(jìn)整體結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)中達(dá)到最終的平衡狀態(tài)。同時(shí)在這一改進(jìn)過程中還需要特別關(guān)注好整體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)油孔、補(bǔ)油和泄壓裝置。

3 結(jié)束語

綜上所述，我們可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)今我國仍然在液體粘滯阻尼器發(fā)展過程中仍然存在著很多問題，但也能發(fā)現(xiàn)針對(duì)這些問題工程設(shè)計(jì)人員已經(jīng)開始思考解決措施并將之落之于實(shí)踐運(yùn)用。同時(shí)，隨著我國橋梁建設(shè)、抗震工作的廣泛開展，并且基礎(chǔ)建設(shè)的工作質(zhì)量也在不斷上升工作要求在不斷地提高，阻尼器在我國的發(fā)展前景是光明良好的，并且我國針對(duì)阻尼器已經(jīng)有了一個(gè)良好的開始，因此在未來的發(fā)展中我們應(yīng)當(dāng)更加關(guān)注液體粘滯阻尼器發(fā)展情況中存在的細(xì)節(jié)問題，推動(dòng)結(jié)構(gòu)在液體粘滯阻尼器發(fā)展下進(jìn)一步得到有效的完善。