8.5.2 黏滞阻尼器的检测
目前,黏滞阻尼器已广泛应用于工程结构中,其可以极大地衰减外部输入能量,从而显著地降低结构的振动响应,因此可以适当地降低结构断面和配筋。这就要求装设的黏滞阻尼器性能的稳定性和耐久性能满足设计要求。但是,另一方面,目前国内大多数黏滞阻尼器厂家还是以销定产的形式,即根据设计单位提供的阻尼器参数来加工制作消能阻尼器产品,因而黏滞阻尼器的性能稳定性和质量不一定能达到设计要求。为了保证采用消能减振技术设计的结构安全,无论哪类阻尼器生产厂家都应提供阻尼器产品合格证,同时还需对生产并应用于实际工程中的阻尼器产品进行抽检,抽检检测应由具有检测资质的第三方完成,以验证应用于实际工程中的阻尼器产品检测出的性能参数与设计文件中的参数是否吻合,保证实现设计的性能目标。
根据中国建筑工业行业标准《建筑消能阻尼器》(JG/T 209—2012),黏滞阻尼器在使用前应进行如下检测:
1)外观检测
黏滞阻尼器产品外观应表面平整,无机械损伤,无锈蚀,无渗漏,标记清晰。其各部分部件尺寸偏差应符合表8-3的规定。
表8-3 黏滞阻尼器部件尺寸偏差

2)材料要求
黏滞阻尼器的黏滞阻尼材料要求黏温关系稳定,闪点高,不易燃烧,不易挥发,无毒,抗老化性能强。
用于制作黏滞阻尼器的钢材应根据设计需要进行选择,缸体和活塞杆一般宜采用优质碳素结构钢、合金结构钢或不锈钢。优质碳素结构钢应符合GB/T 699的规定;合金结构钢应符合GB/T 3077的规定;结构用无缝钢管应符合GB/T 8162的规定;不锈钢棒应符合GB/T 1220的规定,不锈钢管应符合GB/T 14796的规定。考虑到黏滞阻尼器的耗能机理是将结构的动能转化为热能耗散掉,因此黏滞阻尼器表面不宜采用防锈漆进行防腐处理,建议采用镀铬来处理。
黏滞阻尼器密封措施应选择高强度、耐磨、耐老化的密封材料。优选金属或尼龙等材料作为密封圈材料。
3)慢速测试
慢速测试的目的,一方面测试阻尼器的极限位移,另一方面可以通过慢速测试检验阻尼器在低速状态下的性能,获得黏滞阻尼器的摩擦力。过大的摩擦力会造成密封圈漏油,并且导致附加黏滞阻尼器的调谐质量阻尼器(TMD)在初始状态下不启动的隐患,从而降低TMD减振系统的减振效果。
测试方法采用静力加载试验,控制试验机的加载系统使阻尼器匀速缓慢运动,记录其伸缩运动的极限位移值和摩擦力。要求消能阻尼器的极限位移实测值不应小于黏滞阻尼器设计容许位移的150%,当设计容许位移大于等于100 mm时,实测值不应小于黏滞阻尼器设计容许位移的120%;并且黏滞阻尼器的内部摩擦力不宜超过设计最大阻尼力的10%。
4)最大阻尼力测试
采用正弦激励法,用按照正弦波规律变化的输入位移u=u0sin(ωt),对阻尼器施加频率为f1、位移幅值为u0的正弦力,连续进行5个循环,记录第3个循环所对应的最大阻尼力作为实测值。要求消能阻尼器的最大阻尼力实测值偏差应在产品设计值的±15%以内;实测值偏差的平均值应在产品设计值的±10%以内。f1为结构基频,u0为消能阻尼器设计位移。
5)规律性测试
目的是测试黏滞阻尼器产品的阻尼系数、阻尼指数和滞回曲线是否满足设计要求。测试采用正弦激励法,用按照正弦波规律变化的输入位移u=u0sin(ωt)来控制试验机的加载系统,对阻尼器分别施加频率f1,输入位移幅值为0.1u0、0.2u0、0.5u0、0.7u0、1.0u0、1.2u0,连续进行5个循环,每次均绘制阻尼力—位移滞回曲线,并计算各工况下第3个循环所对应的阻尼系数、阻尼指数作为实测值。f1为结构基频,u0为消能阻尼器设计位移。
测试要求阻尼系数和阻尼指数的实测值偏差应在产品设计值的±15%以内,实测值偏差的平均值应在产品设计值的±10%以内;实测滞回曲线应光滑,无异常,在同一测试条件下,任一循环中滞回曲线包络面积实测值偏差应在产品设计值的±15%以内,实测值偏差的平均值应在产品设计值的±10%以内。
6)疲劳性能测试
测试采用正弦激励法,对阻尼器施加频率为f1的正弦力,当以地震控制为主时,输入位移u=u0sin(ωt),连续加载30个循环,位移大于100 mm时加载5个循环;当以风振控制为主时,输入位移u=0.1u0sin(ωt),连续加载60 000个循环,每20 000次可暂停休整。f1为结构基频,u0为阻尼器设计位移。
测试要求阻尼器的最大阻尼力、阻尼系数和阻尼指数的变化率不大于±15%,阻尼器的滞回曲线应光滑,无异常,包络面积变化率不大于±15%。
7)加载频率相关性测试
测试采用正弦激励法,测定产品在常温,加载频率f分别为0.4f1、0.7f1、1.0f1、1.3f1、1.6f1,对应输入位移幅值u=f1u0/f下的最大阻尼力,并与f1下相应值的比值。f1为结构基频,u0为阻尼器设计位移。
测试要求阻尼器的最大阻尼力变化率不大于±15%。
8)温度相关性测试
测定产品在输入位移u=u0sin(ωt),频率为f1情况下,试验温度-20~40℃,每隔10℃记录其最大阻尼力的实测值。f1为结构基频,u0为阻尼器设计位移。
测试要求阻尼器的最大阻尼力变化率不大于±15%。
9)密封性能测试
以1.5倍的最大阻尼力作为控制力持续加载3 min,记录结果。测试要求阻尼器不漏油,最大阻尼力的衰减不超过5%。
10)测试数量
抽样检验数量为同一工程、同一类型、同一规格数量,标准设防类取20%,重点设防类取50%,特殊设防类取100%,但不应少于2个,检验合格率为100%。产品检测合格率未达到100%,应在该批次的阻尼器中按不合格产品数量加倍抽检;检测合格率仍未达到100%时,该批次的阻尼器不应在工程中使用。建议被检测产品各项检验指标实测值在设计值的±10%以内,检测后可用于主体结构,否则检测后产品不宜用于主体结构。