阻尼器
Damper
阻尼器（也稱消能器、減震器），是以提供運(yùn)動(dòng)的阻力，耗減運(yùn)動(dòng)能量的裝置。從能量的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，地震作用輸入到結(jié)構(gòu)中的能量由系統(tǒng)的動(dòng)能、變形能和阻尼耗能組成，而系統(tǒng)的應(yīng)變能又由彈性變形能、塑性變形能和滯回耗能3部分組成。消能減震技術(shù)就是通過(guò)增大結(jié)構(gòu)的阻尼集中耗散地震輸入的能量，從而避免和減少主體結(jié)構(gòu)的損傷，達(dá)到減震目的。
通俗來(lái)說(shuō)，阻尼器能夠抵消構(gòu)建物受到的外力，使構(gòu)建物保持穩(wěn)定，減小共振幅度。
起初，是在航天、航空、軍工、槍炮、汽車等行業(yè)中應(yīng)用各種各樣的阻尼器來(lái)減振消能。從20世紀(jì)70年代后，人們開(kāi)始逐步地把這些技術(shù)轉(zhuǎn)用到建筑、橋梁、鐵路等結(jié)構(gòu)工程中，其發(fā)展十分迅速。
阻尼器的類型
阻尼器按照所采用的減震裝置類型，可以分為速度相關(guān)型、位移相關(guān)型和其他類型。
速度相關(guān)型阻尼器（其耗能能力與速度大小相關(guān)），通常由黏滯或黏彈性材料組成，在地震作用下利用黏滯和粘彈材料的特性來(lái)耗散地震能量，主要分為黏滯阻尼器和粘彈性阻尼器。
粘彈性金屬阻尼器構(gòu)造
位移相關(guān)型阻尼器（其耗能能力與位移大小相關(guān)），通常由塑性變形性能好的材料組成，在地震往復(fù)作用下通過(guò)塑性滯回耗能來(lái)耗散地震能量，如軟鋼剪切阻尼器、金屬?gòu)澢枘崞鳌⑶s束支撐、摩擦型阻尼器等。
屈曲約束支撐的構(gòu)造
其他類型的阻尼器有質(zhì)量調(diào)諧阻尼器（TMD）和液體調(diào)諧阻尼器（TLD）等。
質(zhì)量調(diào)諧阻尼器
阻尼器的應(yīng)用案例
臺(tái)北101
臺(tái)灣位于地震帶上，常年受到地震和臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的影響，所以“抗震”和“防風(fēng)”是建設(shè)臺(tái)北101大廈必須要克服的大問(wèn)題。因此，全球首個(gè)最大的、外露的質(zhì)量調(diào)諧阻尼器便誕生了。
這個(gè)巨大的、金光燦燦的球型阻尼器重達(dá)660余噸，直徑5.5米，四周用鋼索吊著，下面同時(shí)加裝了8組小的液體阻尼器。
這個(gè)質(zhì)量調(diào)諧阻尼器在臺(tái)風(fēng)和地震來(lái)襲，大樓側(cè)面受力時(shí)，會(huì)通過(guò)計(jì)算機(jī)偵測(cè)后，以相應(yīng)的擺動(dòng)產(chǎn)生反作用力，抵消部分大樓的壓力。2015年4月20日臺(tái)灣花蓮東部近海發(fā)生6.3級(jí)地震時(shí),這顆在臺(tái)北101大廈87樓沉睡的超大巨球，突然蘇醒了，球體正負(fù)擺幅達(dá)15厘米，創(chuàng)下臺(tái)灣地震史上最大幅度，臺(tái)北101大樓有驚無(wú)險(xiǎn)，躲過(guò)了強(qiáng)震。
上海中心
上海中心大廈是中國(guó)第一高樓、世界第二高樓，地上127層，地下5層，總高632米。大廈頂樓的125-126層就藏著一個(gè)“鎮(zhèn)樓神器”——有“上?；垩邸?/span>之稱的大型阻尼器。
該阻尼器是中國(guó)自主研發(fā)的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，可以抗7級(jí)地震和12級(jí)臺(tái)風(fēng)。阻尼器重達(dá)1000噸，乃世界最重，由12根吊索、質(zhì)量塊、阻尼系統(tǒng)和主體保護(hù)系統(tǒng)四部分組成。阻尼器的質(zhì)量塊和吊索構(gòu)成了一個(gè)巨大的復(fù)擺，通過(guò)與主體結(jié)構(gòu)的共振，進(jìn)而有效抵御大樓的晃動(dòng)。
2018年在臺(tái)風(fēng)“安比”登陸上海時(shí)，阻尼器擺幅達(dá)到40厘米至50厘米。在臺(tái)風(fēng)利奇馬的影響下，上海中心大廈里的阻尼器擺動(dòng)幅度達(dá)到將近50厘米。
通過(guò)國(guó)內(nèi)外科研人員不斷的開(kāi)發(fā)與研究，
阻尼器的應(yīng)用發(fā)展迅速，
積累了大量的科研成果，
目前已在國(guó)內(nèi)外大量的工程項(xiàng)目中
得到了廣泛應(yīng)用。
當(dāng)建筑達(dá)到一定高度，純粹靠提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系剛度的方法會(huì)比較困難，一些超高層建筑就會(huì)在樓內(nèi)添加阻尼器來(lái)減輕結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)。
但是，阻尼器并非超高層建筑的必需品，通過(guò)合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以起到減弱風(fēng)和地震對(duì)建筑物的作用，就不需要添加阻尼器了。
END
參考資料來(lái)源：
《消能減震技術(shù)研究應(yīng)用進(jìn)展側(cè)述》景銘 戴君武
《大樓晃！阻尼器是神馬？》人民資訊
