粘滞阻尼器
1. 粘滞阻尼器(VFD)
粘滞阻尼器作为结构保护系统的一部分,在结构相对运动过程中,提供反向粘滞阻尼力。粘滞阻尼器的阻尼力来自于结构内部相互作用,包括:
①阻尼介质与活塞之间的相互作用;
②阻尼介质与油缸之间的相互作用;
③介质之间的相互作用;
④活塞杆与密封件之间的相互作用。
这种与活塞运动速度方向相反的力,称之为阻尼力。在阻尼器工作过程中,这些相互作用过程实现了机械能转换为热能并耗散掉。
衡水韵馨工程设计有限责任公司致力于第三代粘滞流体阻尼器的技术开发,在了解掌握国内外产品技术发展的基础上,进行工艺与散热考虑,开发出了新一代粘滞流体阻尼器产品。并申请了国家专利。
2.第三代粘滞流体阻尼器可定义为:
① 介质使用低粘度甲基硅油;
② 滞洄曲线饱满,耗能机理满足非线性N-S方程;
③ 高效、长寿命密封系统;
④ 低速摩擦阻尼低,小于额定载荷10%;
⑤ 产品寿命长、不漏油、性能稳定、可往复使用,兼顾抗震与抗风。
3.阻尼器外形与几何尺寸:
表1阻尼器外形参数:
序号 |
额定载荷(kN) |
销轴d(mm) |
外径D(mm) |
行程S(mm) |
销~销距L(mm) |
1 |
30 |
20 |
60 |
±600 |
根据客户安装要求,定制设计 |
2 |
60 |
25 |
83 |
||
3 |
100 |
35 |
102 |
||
4 |
160 |
40 |
127 |
||
5 |
250 |
50 |
152 |
||
6 |
400 |
60 |
194 |
||
7 |
650 |
80 |
245 |
||
8 |
1000 |
100 |
325 |
||
9 |
1800 |
140 |
402 |
||
10 |
2400 |
160 |
450 |
||
11 |
3000 |
180 |
500 |
||
12 |
3500 |
200 |
554 |
||
13 |
4000 |
220 |
610 |
4.选型参数
F=CVα
式中:F 为最大阻尼力、C为阻尼系数、V为设计速度、α为速度指数
F额定载荷(kN) |
C阻尼系数(kN·(s/mm)α) |
速度指数 |
V设计速度(mm/s) |
备注 |
200 |
70 |
0.15 |
1000 |
抗震 |
200 |
85 |
0.15 |
300 |
抗震 |
200 |
100 |
0.15 |
100 |
抗震 |
200 |
50 |
0.2 |
1000 |
抗震 |
200 |
65 |
0.2 |
300 |
抗震 |
200 |
80 |
0.2 |
100 |
抗震 |
200 |
25 |
0.3 |
1000 |
抗震 |
200 |
35 |
0.3 |
300 |
抗震 |
200 |
50 |
0.3 |
100 |
抗震 |
200 |
6 |
0.5 |
1000 |
抗震、抗风、桥梁 |
500 |
125 |
0.2 |
1000 |
抗震 |
500 |
160 |
0.2 |
300 |
抗震 |
500 |
200 |
0.2 |
100 |
抗震 |
500 |
65 |
0.3 |
1000 |
抗震 |
500 |
90 |
0.3 |
300 |
抗震 |
500 |
125 |
0.3 |
100 |
抗震 |
500 |
32 |
0.4 |
1000 |
抗震、抗风、桥梁 |
500 |
51 |
0.4 |
300 |
抗震、抗风、桥梁 |
500 |
80 |
0.4 |
100 |
抗震、抗风、桥梁 |
500 |
0.5 |
1 |
1000 |
抗震、抗风、桥梁 |
800 |
200 |
0.2 |
1000 |
抗震 |
800 |
255 |
0.2 |
300 |
抗震 |
800 |
320 |
0.2 |
100 |
抗震 |
800 |
100 |
0.3 |
1000 |
抗震 |
800 |
145 |
0.3 |
300 |
抗震 |
800 |
200 |
0.3 |
100 |
抗震 |
800 |
0.8 |
1 |
1000 |
抗震、抗风、桥梁 |
1000 |
250 |
0.2 |
1000 |
抗震 |
1000 |
320 |
0.2 |
300 |
抗震 |
1000 |
400 |
0.2 |
100 |
抗震 |
1000 |
125 |
0.3 |
1000 |
抗震 |
1000 |
180 |
0.3 |
300 |
抗震 |
1000 |
250 |
0.3 |
100 |
抗震 |
1000 |
63 |
0.4 |
1000 |
抗震、抗风、桥梁 |
1000 |
100 |
0.4 |
300 |
抗震、抗风、桥梁 |
1000 |
160 |
0.4 |
100 |
抗震、抗风、桥梁 |
1500 |
190 |
0.3 |
1000 |
抗震 |
1500 |
270 |
0.3 |
300 |
抗震 |
1500 |
375 |
0.3 |
100 |
抗震 |
1500 |
47 |
0.5 |
1000 |
抗震、抗风、桥梁 |
1500 |
87 |
0.5 |
300 |
抗震、抗风、桥梁 |
1500 |
150 |
0.5 |
100 |
抗震、抗风、桥梁 |
1500 |
1.5 |
1 |
1000 |
抗震、抗风、桥梁 |
2000 |
250 |
0.3 |
1000 |
抗震 |
2000 |
360 |
0.3 |
300 |
抗震 |
2000 |
500 |
0.3 |
100 |
抗震 |
2000 |
127 |
0.4 |
1000 |
抗震、抗风、桥梁 |
2000 |
205 |
0.4 |
300 |
抗震、抗风、桥梁 |
2000 |
315 |
0.4 |
100 |
抗震、抗风、桥梁 |
2000 |
63 |
0.5 |
1000 |
抗震、抗风、桥梁 |
2000 |
2 |
1 |
1000 |
抗震、抗风、桥梁 |
2500 |
315 |
0.3 |
1000 |
抗震 |
2500 |
450 |
0.3 |
300 |
抗震 |
2500 |
630 |
0.3 |
100 |
抗震 |
2500 |
160 |
0.4 |
1000 |
抗震、抗风、桥梁 |
2500 |
255 |
0.4 |
300 |
抗震、抗风、桥梁 |
2500 |
396 |
0.4 |
100 |
抗震、抗风、桥梁 |
2500 |
80 |
0.5 |
1000 |
抗震、抗风、桥梁 |
2500 |
145 |
0.5 |
300 |
抗震、抗风、桥梁 |
2500 |
250 |
0.5 |
100 |
抗震、抗风、桥梁 |
2500 |
2.5 |
1 |
1000 |
抗震、抗风、桥梁 |
3000 |
750 |
0.2 |
1000 |
抗震 |
3000 |
960 |
0.2 |
300 |
抗震 |
3000 |
1200 |
0.2 |
100 |
抗震 |
3000 |
380 |
0.3 |
1000 |
抗震 |
3000 |
540 |
0.3 |
300 |
抗震 |
3000 |
750 |
0.3 |
100 |
抗震 |
3000 |
95 |
0.5 |
1000 |
抗震、抗风、桥梁 |
3000 |
3 |
1 |
1000 |
抗震、抗风、桥梁 |
4000 |
505 |
0.3 |
1000 |
抗震 |
4000 |
720 |
0.3 |
300 |
抗震 |
4000 |
1005 |
0.3 |
100 |
抗震 |
4000 |
125 |
0.5 |
1000 |
抗震、抗风、桥梁 |
4000 |
4 |
1 |
1000 |
抗震、抗风、桥梁 |
5.典型性能曲线
本构关系(FV)
最大阻尼力滞回曲线
30圈疲劳性能测试曲线
频率相关性0.7f 1.0f 1.3f
6.建筑典型安装方式
无阻尼器建筑 阻尼器斜支撑 阻尼器人支撑
阻尼器横向支撑 阻尼器剪力墙 阻尼器套索式
7.桥梁典型安装方式
桥桩与桥梁用阻尼器 斜拉索用阻尼器
8. 出厂验收
粘滞流体阻尼器,按照《建筑消能阻尼器》JG/T209-2012 要求,第三方检测按照不同类型阻尼器数量的 20%,不少于 2套,进行第三方检测,出厂需要 100% 检测。检测内容主要包括;
(1)极限位移(F-S);
(2)规律性(F-V);
(3)最大阻尼力(F-S),如甲方有特殊要求可以增加测试内容。
9.发货流程
运输前必须在包装上注明发货标记,发货标记应标明:
(1)制造厂名称、发货人、联系方式及地址;
(2)产品名称、规格型号及数量;
(3)总共箱(件数)及箱号、捆号;
(4)收货单位、联系人、联系方式及地址;
(5)防雨、防潮和小心轻放标记,必要时加起吊标志。
备注∶以上标记应用黑笔,在木箱正面或侧面书写端正,清晰可辨。
10.粘滞流体阻尼器施工
粘滞流体阻尼器的施工应符合国家现行标准《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2016 和《建筑机械使用安全技术规程》GJG33-2012 的有关规定,结合粘滞流体阻尼器的施工安装特点,在施工组织中要制定安全措施。
11.进场验收
粘滞流体阻尼器进场验收时,应具有产品完工资料和出厂检验报告。粘滞流体阻尼器使用的钢材、焊材、密封件、紧固件和涂料,应具有质保合格证书,并符合设计文件规定。支撑或连接件等附属支撑构件的制作单位应提供原材料、产品质保书合格证书。
12.安装时间
为了避免附近设备、结构的意外接触、磕碰或者焊接飞溅物,阻尼器安装应在周围施工结束后进行。
13.安装步骤
安装前首先核对安装节点、安装尺寸、节点板、销轴、阻尼器是否符合设计图纸要求。
对于质量较轻的阻尼器,应先将阻尼器、节点板、销轴连接在一起,通过调整节点板和预埋件贴合,采用螺栓或者焊接,将阻尼器安装到位;对于质量较大的阻尼器,先将节点板与预埋件连接,通过螺栓或焊接,再将阻尼器插入节点板中间,通过销轴将其固定。
对于一端有法兰连接的,可以先将法兰端固定好,再对其销轴孔,通过销轴将其固定。
14.项目验收软件验收(资料)
软件验收(资料):
(1)阻尼器型式检验报告;
(2)企业相关资质(营业执照、开户许可证及三标体系等);
(3)施工人员相关资质;
(4)施工组织方案等。
硬件验收(资料)∶
(1)阻尼器出厂检测报告;
(2)粘滞阻尼器第三方检测报告;
(3)焊缝探伤报告;
(4)项目交底资料;
(5)阻尼器进场验收报告,阻尼器及支撑件安装验收报告等。
15.粘滞流体阻尼器的检查与后期维护
本公司提供的粘滞阻尼器为终身免维护产品,按照JGJ297-2013《建筑消能减振技术规程》要求:
粘滞阻尼器的检查根据检查时间或时机可分为定期检查和应急检查,根据检查方法也可分为目测检查和抽样检查。
粘滞阻尼器应根据设计使用年限和设计文件要求等进行定期检查。在正常使用情况下一般10年或建筑维修时应进行目测检查;在达到设计使用年限时应进行抽样检查。粘滞阻尼器在遭遇地震、强风、火灾等灾害后应进行抽样检查。
粘滞阻尼器目测检查时,应观察阻尼器、支撑及连接构件等的外观、变形及其他问题。目测检察时应注意观察消能器出现的下列外观、变形及其它现象,并及时处理,见表2 。
粘滞阻尼器抽样检测时,应在结构中抽取在役的典型阻尼器,对其基本性能进行原位测试或实验室测试,测试内容应能反应阻尼器在使用期间可能发生的性能参数变化,并进行推定预计可否达到预定的使用年限。
表2 阻尼器目测内容及维护方法
序号 |
目测内容 |
维护方法 |
1 |
粘滞阻尼器表面有介质泄露 |
更换消能器 |
2 |
粘滞阻尼器连接部位的螺栓出现松动,或焊缝有损伤 |
拧紧、补焊 |
3 |
粘滞阻尼器及附件表面出现污垢硬化结斑结块 |
及时清除 |
4 |
粘滞阻尼器及附件表面锈蚀或损伤,防腐或防火涂装层出现裂纹、起皮、剥落、老化等 |
清理、修补、重新涂装 |
5 |
粘滞阻尼器或附件产生弯曲、局部变形 |
更换消能器 |
6 |
粘滞阻尼器周围可能存在限制阻尼器正常工作的障碍物 |
及时清除 |