阻尼器如何让建筑抗震抗风？揭秘其工作原理与应用

阻尼器如何让建筑抗震抗风？揭秘其工作原理与应用

阻尼器是一种广泛应用于建筑、桥梁等工程中的重要装置，通过提供运动阻力来减少振动和摇晃。在高层建筑中，阻尼器可以有效降低强风和地震对建筑物的影响，提高结构的安全性和舒适性。本文将详细介绍阻尼器的工作原理及其重要作用。

工作原理

阻尼器的主要部分是由钢索悬吊的两个各重约150吨的配重物体，悬挂在90层(395米处)。当强风来袭时，该装置使用传感器来探测风力大小和建筑物的摇晃程度，并通过计算机经由弹簧、液压装置来控制配重物体向反方向运动，从而降低建筑物的摇晃程度。其运作原理就像身处摇晃小船上的人，将身体朝小船晃动的反方向移动，来取得平衡。如果强风从北面刮来，配重物就好比一个巨大的“钟摆”摆向北面，使风阻尼器会产生一种与风向相反的力量，从而化解建筑物的摇晃程度，抵消强风对建筑物的影响。使用了这一装置之后，能把强风加在建筑物上的加速度降低40%左右，这样一来，即使遭受强风袭击，建筑内的人也基本感觉不到建筑物的摇晃。另外，风阻尼器也可以降低强震对建筑物、尤其是建筑物顶部的冲击。

重要作用

二十世纪，特别是近二、三十年人们对建筑物的抗振动的能力的提高已经做了巨大的努力，取得了显著的成果。这一成果中最引以为自豪的是“结构的保护系统”。人们跳出了传统增强梁、柱、墙提高抗振动的能力的观念，结合结构的动力性能，巧妙的避免或减少了地震，风力的破坏。基础隔震(BaseIsolation)，各种利用阻尼器(Damper) 吸能，耗能系统， 高层建筑屋顶上的质量共振阻尼系统(TMD)和主动控制( Active Control)减震体系都是已经走向了工程实际。有的已经成为减少振动不可少的保护措施。特别是对于难于预料的地震，破坏机理还不十分清楚的多维振动，这些结构的保护系统就显得更加重要。

这些结构保护系统中争议最少，有益无害的系统要属利用阻尼器来吸收这难予预料的地震能量。利用阻尼来吸能减震不是什么新技术，在航天航空，军工，枪炮，汽车等行业中早已应用各种各样的阻尼器来减振消能。从二十世纪七十年代后，人们开始逐步地把这些技术转用到建筑、桥梁、铁路等工程中，其发展十分迅速。到二十世纪末，全世界已有近100多个结构工程运用了阻尼器来吸能减震。到2003年，仅Taylor公司就在全世界安装了110个建筑，桥梁或其它结构构筑物。

此外，阻尼器在日常生活中也有广泛应用。例如，阻尼器能够使柜门关得更严实，能够使得关门毫无噪声，在建筑物中起到防震的功能。阻尼器分为多种类型，包括弹簧阻尼器、旋转阻尼器、风阻尼器、阻尼滑轨，家具五金，橱柜五金等等。