前言

提到结构保护系统，很多结构工程界的工程师已经不陌生。液体黏滞阻尼器、屈曲约束支撑及隔震支座等系统已经在结构应用上得到广泛发展，其他如金属屈服阻尼器、摩擦阻尼器、阻尼墙等设备在我国也大量涌现并得到应用。

从1999年北京火车站在抗震加固中安置了32个液体黏滞阻尼器开始到现在，我们已经为北京银泰中心、北京盘古大观、广州大学体育场、上海东航机库、武汉保利大厦、天津国贸等20多个建筑工程进行过减震设计，并安置了世界先进的Taylor公司液体黏滞阻尼器，以增加这些超高层或大跨度建筑的耗能能力。近20年来，对这些建筑的抗风、抗震分析，以及阻尼器的生产、测试、安装和验收，都为我们提供了宝贵的经验，这些项目中有的已经成为我国建筑结构上阻尼器应用的标志性工程。我们在中国铁道出版社帮助下出版了介绍液体黏滞阻尼器在桥梁上应用的《桥梁工程液体黏滞阻尼器设计与施工（配盘）》一书，翻译了美国康斯坦丁诺（MICHAEL.C.Constantinou）教授的专著《桥梁地震保护系统》，2015年针对我国减隔震耗能系统的发展和存在的问题，我们又撰写了《结构保护系统的应用与发展》一书作进一步讨论。作为兄弟篇，本书是想总结液体黏滞阻尼器在建筑工程上的应用与发展。

我们所完成的建筑项目，多数都属于一些超高、超限的超高层结构及大跨度空间结构，几乎每个工程都经过我们的充分分析与计算而完成，最终通过设置阻尼器巧妙地提高了结构性能并实现了设计意图。本书希望和大家交流的内容很多，其中针对在结构设计计算和阻尼器应用上所遇到的问题，介绍了我们做过的工作和发表的论文中的观点，包括针对特殊结构应用阻尼器方面的优化设计及经济分析、新式阻尼器安置方法、加强层上设置阻尼器的效果、TMD系统和直接安置阻尼器的效果对比、阻尼器简化计算方法和数值积分结果的对比、结构上的能量耗散及阻尼比的计算、对规范剪重比的控制标准等问题。在书中，我们也尽可能地摘录了一些国际上液体黏滞阻尼器工程的理论讨论和优秀工程案例。

关于阻尼器在结构工程上的运用，其中一部分是如何设计使其满足相应功能要求，即消能减震的设计阶段；另外一部分则是如何将设计成果进行具体实施，即消能减震的实施阶段，这部分内容涵盖了阻尼器的生产、测试以及安装、验收等多个环节，是整个项目成败的关键，也是目前我国亟待改善之处。

我国在建筑工程上飞速发展，大量新建建筑及需要加固的建筑给我们提出了越来越多的阻尼器应用需求，我国很多自主品牌的阻尼器正是在此背景下产生的。在未经严格检查管理的情况下，很多产品的基本理念和核心技术在很大程度上仍需改进，一些产品的质量和水平也有待提高。在我国已经发展使用二十多年的阻尼器理论和大量的实用产品中，仍然存在以下不足和问题：

（1）有的知名大学的教授不花心思研究减隔震产品的原理和技术，简单地抄袭国外的论文和专利，把可以正确发展的理论引上歧途，申报了很多并未真正理解的“抄袭专利”，更可怕的是把错误和偏向带到实际的工程中。

（2）国际上早已被否定的一些减震技术被我国某些知名学者未加发展地搬过来，在不能解决其致命缺点的前提下在国内工程中使用并报奖。

（3）近十年来，我国已经安置了多套检测阻尼器的动力测试设备，但长期以来不能严格地检测减隔震产品。新安置的检测设备可能很好，但使用和操作的人员有的并不负责，也不去研究所必须经过的检测和控制质量，像美国土木工程学会20世纪90年代组织的HITEC第三方联合预检测在我国连一次类似的活动都安排不起来，真正遵循并实施到位的工程极其罕见。

（4）我国有不少“新发展减震技术”，例如金属阻尼器的抗小震及抗风技术，阻尼墙的减震技术。在我国发展应用的文章有之，但关于产品的严格检测和对比其使用效果的文章几乎没有。与此形成鲜明反差的是，美国大学加州伯克利分校对液体黏滞阻尼器、BRB及阻尼墙三者的优缺点、测试和检测办法、产品的体积、减震效果进行了大量试验和对比分析，并通过对比判定其发展方向，从而引导工程界能够正确运用这些产品。

（5）我国某减震设备厂家（南京某公司）在一次国内的联合测试中，由于参与测试的阻尼器完全破坏而在其后不久破产，但该公司的阻尼器产品在参与此次测试之前，在国内37个工程项目上已经安置了。我国还有大量类似的工程案例，这些已经知道安置了不合格的阻尼器的工程未经处理。

阻尼产品未经严格检测就放到结构上使用，又没有经过安置后的检测，会给我国实际工程的抗震、抗风带来难于估量的大问题，不能达到这些核心技术的阻尼器是不能在长期工作中保证设计要求的。随着减震产品在建筑结构上的应用越来越广泛，国家层面已经认识到这些问题的严重性了，如建设部最近发布了《建设工程抗震管理条例》（征求意见稿），对阻尼器等减震产品提出了严格的要求和管理。我们盼望能尽快执行这些条例，彻底改变我国在这个领域中的乱象和问题。为了结构的安全着想，我们迫切希望国内相关部门能够加强使用前公开测试和几年后的定期检测这一要求。

在提高管理水平的同时，同样重要的是生产厂家能够理解并攻下阻尼器的以下三个核心技术方面：

第一，为了使阻尼器能在地震发生时快速启动，在各种环境下都能按设计的本构关系耐久、严格的工作，并能在长期使用时检查阻尼器的内压及工作状态，对黏滞阻尼器预加高压是十分必要的，当然，采用这种高压动密封设计更需要很高的加工精度，才能在长期使用中保证不漏油。

第二，阻尼器本构关系的同一性。阻尼器应能在不同工作频率和速度、不同的温度环境下，均能够保持设计的本构关系。其核心技术是美国Taylor公司20世纪80年代发明出来的内部活塞头，这种高科技产品也就需要阻尼器厂家在产品出厂前提供包括各种不同环境下完整统一的测试报告。

第三，阻尼器长期使用的耐久性。《建筑消能减震技术规程》（JGJ 297—2013）第8.7.2条明确指出：“黏滞消能器和黏弹性消能器在正常使用情况下一般10年或二次装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验。消能部件在遭遇地震、强风、火灾等灾害后应进行抽样检验。”这也是我们一直想要提倡的保证抗震质量的目标，这比使用阻尼器时在线健康监测更有实际意义。

20年来结构减震技术飞速发展，很多工程案例是早期写的文章，有待改进和提高。鉴于笔者的精力和水平有限，本书内容遗漏和不足之处在所难免，还望不吝指正。

陈永祁

2018年4月