ГОСТ Р 57364—2016
Приложение Е
(справочное)
Пояснения к разделу 7 «Устройства, зависящие от скорости»
Е.1 Функциональные требования
Вязкостный демпфер полностью определен, если инженер — проектировщик строительных конструкций
устанавливает следующие основные расчетные значения:
- максимальная сипа. кН;
- максимальная длина хода, ± мм:
- максимальная скорость, м/с;
- коэффициент демпфирования С. кН/(м/с)°;
- экспонента
а
основного закона:
- жесткость
К,
кН/м:
- предварительная нагрузка
F0;
- допуски:
- угол поворота. ± град;
- диапазон окружающей температуры.
Типовой основной закон жидкостно-вязкостного демпфера имеет следующий вид:
F=CVй.
(Е.1)
Жидкостно-вязкостные демпферы с очень большой длиной хода лучше представляются моделью Максвел
ла (последовательные пружина и демпфер), где показатель упругости описывает эффект сжимаемости жидкости.
Последнее является важным, если необходимо измерить способность кдиссипации энергии.
Типовой основной закон жидкостно-пружинного демпфера имеет следующий вид:
F
=
F0
+
кх
+
Cvu.
(Е.2)
Таким образом, жидкостно-пружинные демпферы лучше представляются моделью Кельвина — Фойгта (па
раллельные пружина и демпфер), где упругая жесткость описывает эффект сжимаемости жидкости, a
F0
— пред
варительная нагрузка.
Важно отметить, что любой тип антисейсмического устройства аккумулирует или рассеивает энергию во всех
четырех формах известного уравнения баланса энергии, а классификация на жидкостно-вязкостный или жидкост
но-пружинный демпфер учитывает доминантную форму энергии.
Например, вязкостный демпфер:
i) аккумулирует энергию упругой деформации благодаря деформации его механических компонентов и сжи
маемости вязкой жидкости (зависимость от перемещения);
и) аккумулирует кинетическую энергию в его подвижных частях, а именно — в поршне (зависимость от ско
рости);
iii) гистерезисно рассеивает энергию в уплотнении через трение (зависимость от перемещения);
iv) вязкостно рассеивает энергию посредством принудительной подачи потока жидкости через отверстия или
клапанные системы (зависимость от скорости).
Если доминирует четвертый компонент, устройство классифицируется как жидкостно-вязкостный демпфер,
и константами
К
и
F0
можно пренебречь.
Если значимыми являются и первый, и четвертый компонент, устройство классифицируется как жидкостно-
пружинный демпфер.
Количествоэнергии, поступающей в конструкцию в процессе сейсмического явления расчетного уровня, мо
жет составлять от 1 до 50 МДж. Возможная степень задействованной энергии поднимает фундаментальный во
прос: «Будет ли антисейсмическое устройство значительно повреждено энергией, которую устройство рассеивает в
себе в течение землетрясения?» лишь крайне ограниченная часть (1 % — 5 %) большого количества механиче ской
энергии, которую устройство должно рассеивать в виде тепла, может быть перенесена в окружающую сре ду
посредством конвекции и теплопроводности в процессе землетрясения, и. следовательно, устройство должно
быть способным абсорбировать производимое тепло и выдерживать значительное увеличение собственной тем
пературы.
На следующих рисунках в графическом виде показаны основные законы жидкостно-вязкостного и жидкост
но-пружинного демпфера.
96