本文關鍵詞：粘滯阻尼器，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

作為國內(nèi)最早研究粘滯阻尼器的單位之一，上海材料研究所從上世紀80年代起就成功研制了緩沖器用于軍事裝備中，以減小導彈、火炮等的反沖力；1999年這項技術開始向民用技術轉(zhuǎn)化，開發(fā)了粘滯阻尼器，并已應用于近百項建筑和橋梁工程中。上海材料所開創(chuàng)了多項第一：第一個在中國橋梁上應用阻尼器（重慶鵝公巖大橋），實現(xiàn)了國內(nèi)橋梁應用阻尼器零的突破；第一個在國內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)上使用阻尼器（北京展覽館），實現(xiàn)了國內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)應用國產(chǎn)阻尼器零的突破；其粘滯阻尼器也是唯一出口國外的品牌，產(chǎn)品已銷往日本、韓國、新加坡等國家。目前我國在粘滯阻尼器的試驗研究、開發(fā)以及工程應用等方面已取得顯著成就，《建筑抗震設計規(guī)范》GB5001l-2001中也規(guī)定了粘滯阻尼器的相關方面內(nèi)容。
汶川大地震后，粘滯阻尼器在災區(qū)建筑加固和新建項目中得到較為廣泛的使用，并為廣大的結(jié)構(gòu)設計人員所熟悉。上海材料研究所的粘滯阻尼器在四川災后重建中得到了推廣。

粘滯阻尼器的典型應用案例

案例1：某縣第二小學教學樓
該樓總建筑面積13652m2，總投資5479萬元。采用了隔震先進技術，在主體結(jié)構(gòu)和基礎之間增設了隔震層，主體結(jié)構(gòu)防震烈度達到8級以上。通過橡膠支座和粘滯阻尼器的結(jié)合，減少傳遞給主體結(jié)構(gòu)的地震能量，從而有效減少主體結(jié)構(gòu)的地震響應。本工程采用了8個最大阻尼力500kN,最大行程±500mm的粘滯阻尼器，減震效果達到50%以上。同時該建筑還將安裝地震記錄儀器，用采集到的實際數(shù)據(jù)來驗證其效果。
案例2：某外國語學校藝術大樓
該藝術大樓為5層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，在地震中，柱頂受到一定程度的剪切破壞開裂，樓梯局部受損，雖不顯著影響整體承載，但已影響使用功能，存在安全隱患，需要對其進行加固補強后才能正常使用。為滿足最新建筑設防規(guī)定，該樓在四川地區(qū)首次使用了阻尼器加固方式。在結(jié)構(gòu)位移較大的1、2層布置了20個粘滯型阻尼器，大樓在完成維修加固后，抗震設防標準直接由7度提高到8度設防。整個加固工程花費100多萬元，而進行傳統(tǒng)加固至少需要200多萬元。另外，采用該方法工程拆除工作量小、工期短，不影響原有使用空間（見圖1）。

圖1 某外國語學校藝術大樓

案例3：某縣人民醫(yī)院
該建筑為全現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，地上6層，地下1層，總高20.8m，原有結(jié)構(gòu)已全部按照7級設防烈度設計完畢。后應業(yè)主要求，需提升醫(yī)院建筑的設防烈度，為此特委托同濟大學對該樓進行了消能減震設計。經(jīng)過詳細的計算分析，在基本不改變已出施工圖的條件下，通過采用粘滯阻尼器，把設防烈度提升至8度。本樓共采用了100多個最大阻尼力為900kN的粘滯阻尼器（見圖2）。

圖2 某縣人民醫(yī)院阻尼器

通過以上三個典型工程，可以看出在加固或新建工程中都可以應用粘滯阻尼器，且效果明顯。

粘滯阻尼器的安裝

粘滯阻尼器是新產(chǎn)品，但其安裝并不復雜，施工過程和一般的鋼結(jié)構(gòu)安裝相似。只要在設計和施工中注意以下三點，按照一般鋼結(jié)構(gòu)的安裝規(guī)范，即能夠保證粘滯阻尼器的安裝質(zhì)量。一是設計中要特別注意阻尼器連接板和結(jié)構(gòu)梁、柱相交節(jié)點處的承載力設計，否則節(jié)點處的首先破壞就會導致結(jié)構(gòu)破壞，此時粘滯阻尼器不僅無法正常發(fā)揮作用，還會起到相反作用。二是由于粘滯阻尼器是相對精密的裝置，現(xiàn)場安裝誤差要求控制在±10mm范圍內(nèi)，所以安裝中所用的支撐型鋼建議現(xiàn)場精確測定后制作；水平安裝的粘滯阻尼器應盡量保持軸線水平以發(fā)揮其最大效果。其三砌在墻內(nèi)的粘滯阻尼器應預留作用空間，不能因墻的阻擋限制了粘滯阻尼器的運動。

粘滯阻尼器推廣中存在的問題

汶川地震后，應用粘滯阻尼器的工程案例在增加，應用的地區(qū)范圍也在不斷擴大，，但總體而言，粘滯阻尼器的應用還不是很普及，只有少數(shù)高校和設計院采用這種新興的技術和產(chǎn)品。究其原因是多方面的，第一是國內(nèi)的消能減震設計起步較晚，雖然在《建筑抗震設計規(guī)范》GB500011-2001第12章中規(guī)定了有關消能減震設計的內(nèi)容，但都是指導性的，沒有具體的設計方法和過程，由此導致設計人員對該項技術不了解，也無法熟練把握計算的準確性和可靠性。其實關于粘滯阻尼器的計算和設計方法，在日本、美國等規(guī)范中都有明確的規(guī)定，已經(jīng)是很成熟的理論，在曾發(fā)生過的地震中也經(jīng)過了檢驗。國內(nèi)同濟大學也做過建筑和橋梁安裝粘滯阻尼器的震動臺試驗，試驗結(jié)果表明粘滯阻尼器的理論分析結(jié)果是可靠的，其效果也是明顯的。第二普遍認為采用粘滯阻尼器會增加結(jié)構(gòu)總造價，出于節(jié)省成本的心理不愿采用這項新技術，其實這個觀點是完全錯誤的。只要設計合理，相比較傳統(tǒng)的加大結(jié)構(gòu)本身剛度的設計方法，采用粘滯阻尼器會降低20%～30%的總造價，建筑加固亦如此，前文案例2中某外國語學校藝術大樓的加固工程中節(jié)省了近一半的加固費用。不僅如此，采用粘滯阻尼器還具備工期靈活、工程量小、不影響建筑的使用空間等優(yōu)點，這是傳統(tǒng)方法無法實現(xiàn)的。

展望及建議

5•12汶川地震后，國家對建筑結(jié)構(gòu)的抗震等級嚴格把關，新建建筑需加強抗震能力審查，特別重要的建筑，如學校、醫(yī)院以及生命線工程，對其抗震能力的要求更為嚴格。隨著我國基礎設施及大型公建的不斷增多，粘滯阻尼器將越來越受到設計人員和使用者的青睞，今后將會有更多的建筑采用粘滯阻尼器來保障人民的生命和財產(chǎn)安全，因此其具有廣闊的應用空間和發(fā)展前景。當然，在這過程中會有各種各樣的問題有待改進和提高，在此提出幾點建議僅供參考：
（1）首要任務是建立和完善粘滯阻尼器的設計規(guī)范以及施工驗收、維護管理等系列化技術規(guī)程，為廣大設計者、使用者提供依據(jù)。
（2）建立和完善粘滯阻尼器的產(chǎn)品標準、檢測標準，以促進其國有化進程�，F(xiàn)階段，各粘滯阻尼器廠家良莠不齊，現(xiàn)行的產(chǎn)品規(guī)范有其不合理的地方，應盡快完善標準，規(guī)范國內(nèi)市場。
（3）擴大粘滯阻尼器的應用范圍。目前粘滯阻尼器的應用范圍還比較局限，其用在框架結(jié)構(gòu)上效果突出，而在剪力墻等較剛性的結(jié)構(gòu)上（非隔震設計）則效果不明顯，性價比不高。如何發(fā)揮粘滯阻尼器在這些結(jié)構(gòu)上的作用，值得我們深入研究。
 

文/上海材料研究所 丁孫瑋 徐 斌

  本文關鍵詞：粘滯阻尼器，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。