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      阻尼器的工程結構

      發布者:kefu發表時間:2021-04-27

      二十世紀,特別是近二、三十年人們對建筑物的抗振動的能力的提高已經做了巨大的努力,取得了顯著的成果。這一成果中引以為自豪的是“結構的保護系統”。人們跳出了傳統增強梁、柱、墻提高抗振動的能力的觀念,結合結構的動力性能,巧妙的避免或減少了地震,風力的破壞?;A隔震(Base Isolation),各種利用阻尼器(Damper) 吸能,耗能系統, 高層建筑屋頂上的質量共振阻尼系統(TMD)和主動控制( Active Control)減震體系都是已經走向了工程實際。有的已經成為減少振動不可少的保護措施。特別是對于難于預料的地震,破壞機理還不十分清楚的多維振動,這些結構的保護系統就顯得更加重要。

      這些結構保護系統中爭議少,有益無害的系統要屬利用阻尼器來吸收這難予預料的地震能量。利用阻尼來吸能減震不是什么新技術,在航天航空,軍工,槍炮,汽車等行業中早已應用各種各樣的阻尼器來減振消能。從二十世紀七十年代后,人們開始逐步地把這些技術轉用到建筑、橋梁、鐵路等工程中,其發展十分迅速。到二十世紀末,全**已有近100多個結構工程運用了阻尼器來吸能減震。到2003年,僅Taylor公司就在全**安裝了110個建筑,橋梁或其它結構構筑物。

      泰勒Taylor公司從1955年起經過長期大量航天、軍事工業的考驗,**個實驗將這一技術應用到結構工程上,在美國地震研究中心作了大量振動臺模型實驗,計算機分析,發表了幾十篇有關論文。結構用阻尼器的關鍵是持久耐用,時間和溫度變化下穩定,泰勒公司的阻尼器經過了長期考驗和各種對比分析,其他公司的產品很難望其項背。美國相應設計規范的制定都是基于泰勒公司阻尼器的產品。其產品技術先進,構造合理可靠,技術的透明度高,而且可以按設計者的要求制造適合各種用途的阻尼器。每個產品出廠前都經過嚴格的測試,給出滯回曲線。泰勒Taylor公司從**上130多個工程,32座橋梁的實際應用中,積累了大量的實際經驗。

      調質阻尼器

      為了因應高空強風及臺風吹拂造成的搖晃.大樓內設置了“調諧質塊阻尼器”(tuned mass damper,又稱“調質阻尼器”),是在88至92樓掛置一個重達660公噸的巨大鋼球,利用擺動來減緩建筑物的晃動幅度。據臺北101告示牌所言,這也是全**開放游客觀賞的巨型阻尼器,更是之阻尼器。

      臺北101采用新式的“巨型結構”(megastructure),在大樓的四個外側分別各有兩支巨柱,共八支巨柱,每支截面長3公尺、寬2.4公尺,自地下5樓貫通至地上90樓,柱內灌入高密度混凝土,外以鋼板包覆。 臺灣位于地震帶上,在臺北盆地的范圍內,又有三條小斷層,為了興建臺北101,這個建筑的設計必定要能防止強震的破壞。且臺灣每年夏天都會受到太平洋上形成的臺風影響,防震和防風是臺北101兩大建筑所需克服的問題。為了評估地震對臺北101所產生的影響,地質學家陳斗生開始探查工地預定地附近的地質結構,探鉆4號發現距臺北101 200米左右有一處10米厚的斷層。依據這些資料,臺灣省地震工程研究中心建立了大小不同的模型,來仿真地震發生時,大樓可能發生的情形。為了增加大樓的彈性來避免強震所帶來的破壞,臺北101的中心是由一個外圍8根鋼筋的巨柱所組成。

      但是良好的彈性,卻也讓大樓面臨微風沖擊,即有搖晃的問題。抵消風力所產生的搖晃主要設計是阻尼器,而大樓外形的鋸齒狀,經由風洞測試,能減少30-40%風所產生的搖晃。


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