摩擦阻尼器
• 摩擦阻尼器主要通过界面摩擦生热耗散振动能量，其效果 的好坏关键取决于接触面的粗糙程度和法向力装置的好坏。
• 通常设计成风振和小震作用下阻尼器不耗能，仅仅在静摩 擦阶段工作；在中震和大震作用下处于滑动摩擦阶段，在 此阶段内，摩擦阻尼器的受力往往是小于或等于最大静摩 擦力的恒定值。
（2） 结构种类：钢结构、钢筋混凝土结构、劲性钢筋混凝土结构、木 结构等
（3） 规模：中低层、高层、超高层建筑物 （4） 减震目的：降低地震反应、降低风振反应等质点体系减震结构力学原理和性能 • 各阻尼器的特性
从能量角度分析耗能减震结构原理
传统抗震结构 Ein=Ev+Ec+Ek+Eh 耗能减震结构 Ein=Ev+Ec+Ek+Eh+Ed
液体粘滞阻尼器最适于结构工程应用，这种阻尼器有以下明显的 优点： 1.内置液体，本身没有可计算的刚度，不影响整个结构原有的设计和计
算（如周期，振型等），也就不会产生预想不到的副作用； 2.呈椭圆型的滞迴曲线（图1-2(1)），保证了安置在结构上的阻尼器在
最大位移的状态下受力为零，最大受力情况下位移为零，这一性能对 减小结构反应十分有利； 3.它既可以降低地震反应中的结构受力也可以降低反应位移。 4.可在地震和大风荷载下重复使用； 5.只要内置液体选用合适，几十年没有老化、变质问题。
• 自振周期Tf——有阻尼 器是等效周期Teq
• 初始阻尼比h0——等效 阻尼比heq
等效周期与等效阻尼比降低地震反应的原理
• 效应1（附加刚度）： 周期上升，位移减小加速度上升
• 效应2（增加阻尼）： 阻尼增加，位移、速度、加速度均减小
减震结构的滞回特性及其效应
• 在减震结构的地震反应简易预测及设计中，必须考虑减震构件 的滞回特性及其与其他构件的平衡关系、地震动的输入特性、 减震构件与主结构的制约条件，对减震构件附加给主结构的刚 度与粘滞特性所产生的效应做出适当的评估。
• 传统结构抗震分析
Ev、Ek不耗能，只做能量的转换 Ec占比很小 主要靠Eh（结构体系滞回耗能），弹塑性变形耗能，构 件会损失甚至破坏。
• 耗能减震结构
耗能阻尼装置在结构主体进入弹塑性变形前发挥作用，进 入耗能工作状态，充分发挥耗能作用，耗散大量输入结构 体系的地震能量，则结构本身需消耗的能量很少，这意味 着结构反应将大大减小，从而有效地保护了主体结构，使 其不再受到损伤或破坏。
Ein——地震过程中输入结构体系的能量； Ev ——结构体系的动能； Ec——结构体系的粘滞阻尼耗能； Ek——结构体系的弹性应变能； Eh——结构体系的滞回耗能； Ed——耗能（阻尼）装置或耗能元件耗散或吸收的能量。
从能量角度分析耗能减震结构原理
a）地震输人
b）传统抗震结构 c）消能减震结构
从能量角度分析耗能减震结构原理
单质点体系减震结构力学原理和性能
• 减震结构是依靠与主结构连接的阻尼器的附加刚 度和粘滞特性，对建筑物在地震作用下产生的位 移、速度、加速度反应进行控制。
附加刚度——系统周期缩短 粘滞特性——吸收能量，导致增加阻尼
等效周期与等效阻尼比降低地震反应的原理
• Sd、Spv、Spa的分别表示 位移反应谱、拟速度反 应谱、拟加速度反应谱
粘滞阻尼器
• 粘滞阻尼器主要有筒式粘滞阻尼器、粘滞 阻尼墙系统等。
• 筒式粘滞阻尼器一般由缸体、活塞和粘滞 流体组成。活塞上开有小孔，并可以在充 有硅油或其他粘性流体的缸内作往复运动。 当活塞与筒体间产生相对运动时，流体从 活塞的小孔内通过，对两者的相对运动产 生阻尼，从而耗散能量。
粘滞阻尼器
粘滞阻尼器
第一节 基本概述
• 根据减震构件的种类分类
31 油阻尼器 2 粘滞阻尼器 3 粘弹性阻尼器 4 摩擦阻尼器
第一节 基本概述
1.摩擦阻尼器—— 利用金属（或非金属）之间的摩擦产生阻尼。 加拿大Pall Dynamic公司的摩擦阻尼最有代表性。它的构造简单, 造价低。缺点是承受力较小，温度的稳定性差。 2.粘弹性阻尼器—— 利用一些粘弹性材料产生阻尼。 美国3M公司的粘弹性阻尼在日本有了很大的应用。但它有个初 始刚度，也有温度的稳定性的问题。 3.液体粘滞阻尼器—— 利用液体在运动中的粘滞特性产生阻尼。 这种阻尼器在军事和宇航上已经成功的应用了几十年，精确性 好，稳定性高，缺点是价格较高 4.金属屈服阻尼器——利用金属的屈服产生阻尼。 金属屈服阻尼器通常采用低碳钢或铅作为原料，前者有良好的 塑性变形能力，后者有较强的延展性能。这种阻尼器的滞回特性 稳定，低周疲劳性能较好，缺点是屈服后无法恢复。
油阻尼器和粘滞阻尼器的能量吸收部分的储存刚度为零 粘弹性阻尼器和软钢阻尼器的能量吸收部分的两种刚度均 存在
减震设计方法的基本原理
• 给建筑物附加刚度和阻尼，其附加的程度 可用储存刚度和损失刚度来表示
• 若能评估阻尼器的储存刚度和损失刚度， 就可以评估系统的储存刚度和损失刚度， 进而求得等效自振周期和阻尼比。
减震结构的滞回特性及其效应
图 用单质点体系模型表述减震机理
图a表示直接型的支撑型，图b表示间接型的中间 柱型，图c表示阻尼器和支撑串联，然后和主体框 架并联。
减震结构的滞回特性及其效应
图 使用各种阻尼器的减震结构中的能量吸收部分、附加体系、 系统的稳态反应
减震结构的滞回特性及其效应
• 储存刚度=最大变形时的力/最大位移 • 损失刚度=零变形时的力/最大位移
阻尼器构件外形
减震构件结构形式
• 直接连接型 • 间接连接型 • 其他型式
减震构件结构形式
直接型：直接将变形传给 减震构件。
间接型：将层间变形通过 梁或短柱传给减震构件。
其他形式：利用总体变形 或设置放大装置将层间变 形放大的装置。
适用范围
（1） 建筑物类别：办公楼、医院、电算中心、住宅、工厂、大跨度建 筑、游艺场、构筑物等
粘滞阻尼器
摩擦阻尼器
Pall型摩擦耗能器及典型滞回曲线
摩擦阻尼器
• 摩擦耗能器是根据摩擦做功而耗散能量的原理设计的。 • 金属阻尼器工作特点：结构处在正常使用状态时，消能支
撑充当结构构件，为结构提供初始刚度；结构在大震或强 风作下，消能支撑率先进入屈服耗能阶段，抗疲劳性能好， 滞回环饱满，增强了耗能能力，从而提高了结构的抗震性 能。