14.4 ! 结构?风振控制设计—
【
14.4.1 】 当:高层建筑结构—风振舒?适,度不:满,足,使用功能《的要:求时:应进行结构风振控】制设计降低结构【风振效应
!
14.4.2【 , 高层?结构采用风振控【制时可根据风荷载】作用下的预期—结构位移和》。加速度控制》。。要求设置适当的消能!器消能器宜采用速】度相关?型,。消能器(黏滞消能器!、黏弹性消能器)】。、调频消能》器(调频质量消能器!、调频?液,。体消能器)、—或主被?动混合调频质量消能!器
《
14.4.】3, 结合高层—建筑的具体情况和】结构风?振舒适度控制要求选!择适:宜的消能器
【。
,
《。 , 1 一般的】高层建筑结构可【选用速度相》关型消?能器:或调频消《能器
】 2 当高!层结构?有存在?特殊的?风振舒适度控制【要,。求时或者《。振动控?制,要求较为《严格时可选用—主,被,动混合?调频质?量,消能器
》
14.4】。.4 《。消能部件的布置宜】符合下列《。规定
《
,
— 1 消》能部件宜根据需【要沿结构《主轴方向双向设置形!。成均匀合《理的结构体》系
】 : ,2, 速度相关型消】能器宜布置在结构】变形和速度较大【的位置且平面布【。置应避免偏心当需控!制结构?。风振扭转的情—况时宜?尽可:能,远离结构质心—成对布置或》偏心布置
】
》 3 ? 调频消《能器、主被动混合调!频质量消能器—宜布置在结构顶【层或所控制振型的峰!值处当需控制结构】扭转风振《的情况宜在结—构顶层或所控制【振型峰值处》远离质心两侧—布置或偏心布—置
—
》。4 当在结构上部!设置单?。个,调频消能器后—仍不:能满足结构风振【控制要求时》可采用多重调—频消能?器设计方《案在:结构多?个不同的楼》层同时设置调频【消能器?
:
14.4.!5, 设?置消能?部件的高《层结构风《振计算分析应符合下!。列规:定,
?
? 1 【当主体?结构处于弹性工作状!态且消能器处于【线,性工:作状态?时可采用等》效静力风荷载—法或弹性时程分析】。法计算结构风—振效应
《。
?
《 2 》当,主,体结构处于弹性工作!状,态但消?能器处于非线性【工作状态时》可,将消能器进行等【效线性化《采用等效静力风荷载!。法,或弹塑性《时,程分析法《计,算结构风振效应;也!可不对消能器进行等!效线性化直》接采用弹《塑,性时:程分析?法计算结构风振效】应
》。。
—3 宜在设置消能!部件的高《。层结构的两》个主轴方向》。分别计算风振作用各!方向的?风振:作用应?由该方向的消—能部件和《抗侧力构件承—担当存在《风荷载作用下最【不利方?向时宜沿《该方向布置》消能部件《
】 :4 ?。对可能产《生横风向风振效应的!。。高层建筑可通过消】能部件的设》置抑制?结构横风向风致振】动避免出现横风【向涡激共《振效应
》
】5 对于质量和刚!度分布不均匀的高层!结构应对扭》转风向的风》振作用?进,行,验算并宜采用消能部!件控制扭转》效应对?结,构产生的不利影响】
1【4.4.《6 采用消能器控!制风致?振动的高层结构其消!能器的设计》参数:、恢复力《模型、附加》给结构?的等效阻尼比—和等效刚度》、性能检验》。及,与结构的连接与【构造应分别符合本规!程第14.》3节的规定
!
14.4.7 ! ,高层建筑中可—使用消防水箱设【计调频液《体消能器亦可将水箱!作为质量块设计成调!频,质量消能器
—
,
《 1》。 采用调频质【量,消能:器进行?高层结构风致—振动控制设计时调频!质量消能器宜设置】在,结构:。顶部:当结构顶部根—据建:筑方案不能设置时宜!。在结:。构可安?装调频质量消能器的!。最高位?置,设置当在结构上【。部设置单个调频【质量消能器》后仍不能《。满足结?构风振控制》要求时?可,采用多重调频质量】消能器设计》方案在结构多个不】同的楼?层同时设置调频【质量消能器
】
,。
—调频质量消能器【应保证其振动频【。率与结构《自,振,频率接近或相等调频!质量消能器的质量m!d=adMi其中M!i为原结构第—i振型质量;a【d为质量《比
》
2【 采用调频—液体消?能器:进行高层结构—。风致振动《控制设计时调频液】体消能器宜设置在】结构顶部当结—构顶部根据建筑【。方案不能设置时【宜在结构可安装【调,频液体消能器的【最高位置《设置:当在:结构上部设置单个调!频液体?消能器后仍不—能满足?结构风振控制要【求时可采用多—重调频液体》消能器?设计方案在》。结构多个《不同的楼层同时设】置调频液体》消能器
【
? 调频液体消】能,器设计时宜保证其振!动频率与结》构,。自振频率接》近或相等并应根据】需要按照第一类调频!液,体消:能器和?第二类?调频液体《消能器分别设计
】
:
14》.4.8《 采用调》频质量消《能,器,控制高?层结构的风致—振动其最优》。自振频率ωT1【和最优阻尼比ξT1!宜按下式确定
【
《
【
,
?
《 式中ω1结构第!一自振圆频率;
!
【 μ】。T,调频消能《器等效质《量与结构预期—控制:振型的广《义质:量,比值常用取值范围】为0.01~0【.03
】
14.4.9 】 采用矩《。形水:箱,调频液体消能部【件控制风致振动的】高层结?。。构其自?振频率ωT、—阻,尼比ξT和》质量参?。。与系数τT宜按下】式确定
》
】
《
—
?
?。 式中τT矩【形水箱调《频,液,体消:能器的质量参与系】数;
】 : 】a矩形水箱》液体振?。。动方向?长,度,;
《
】 h水箱水!深;
】 【 ?D,矩形水箱位移幅值】;
?
:
? ? γ水】箱中加滤《网影:。响系数水箱中加【滤网:时γ=?1不:加滤网时γ=0【.,5
【1,4.4.《10 《采用:圆柱形水箱调频液体!消能器控制高层结构!。的风致振动其自振频!率ωT、阻》尼比ξ?T和质量参与系【。数τT可按下式【确定
《
》
:
《
:
:
【。 式》中r圆柱《形水箱?圆截面半《径;:
:
?
】 R1第一振型!雷诺数R1≈ω1r!2/v?其中:v,为流体黏滞系数【
《
1?。4,.4.11 采】用U型?管水:箱调频液体消能器】。控,制高层?结构的风《致振动其自振—频率:ωT、阻尼比ξT和!质量参与系数τT可!按下式确定
!
《
《
【
— 式中BU型管!。水箱水平管长度【;
—
— L—U,型管水箱中》液体总长《;
?
【 — WmaxU—。型管水箱中液体的】最大流?度,;
?
?
【 ξ0U【型水箱隔《板,或,阐板阻尼系数
】
14—.,4.12 采用】。主被动混合调频质量!消能器控制高层结】构的风致振动其行】程反馈增《益,gd和相《对速:度反:馈增益g《v,宜分别按下式确【定,
?
gd=—mT(aAω1)】2-kT 》 (】。1,4,.4.12-—1)
】g,。。v=2mT(aAω!1)ζA-》cT 】 (14.—4.12-2)
】。
》 ? 式中m《T控制系统》总等效质《量按下式确定其中m!i为:高度Hi处》第i个子控制—系统的质量》。;φ1(Hi—),为计算结构第—1阶振型广》义质量m《1时所用归一化【振型在?Hi高度处》的振型系数;
!
》。 【 kTT《。MD系统的刚度【最优刚度kT=m】TωT?2=:mT(aTω1)2!;
《
— — ,cT:TMD系统的阻尼】系数最优阻尼系数】c,T=2?mTωTζT—=2mT(a—Tω1)ζ》T;
《
》 》 : ω1结构第一阶!自振频?率;
《
《 【 a《A,主动调频质量消能器!的名义最《优调频比《按下式确定
—。
《
—。
】 : ζA主动调频【质,量消能器《。。的名义最《优阻尼比按下式【确定
》
—。
】 ?。 ga加》速,度反馈增益由设计】人根据控制要求【和结构具体情况【确定
》
14.4.1!3 速度相关【型消:能器应具有良好的抗!疲劳性能《并应满足以下—规定
—
1【 :对于黏滞消能器【以主体结构风—振响应的主要—频率为加载》频率以消能器在设】计风:荷载作用下最大【位移为?幅,值进:行往复循环加载试验!4×3600/T】次(T为主体结【构基本周期)黏滞消!。能器的主《要设:计指标误差和—衰减量应《不超过15%同时黏!滞消能器《液,体应不产生泄漏【对结构风振以第一振!型为主的结》构可仅选取结构第】一振型频率》的0.7《5倍:、1倍和1.25倍!作为检?测频率
《
【 2 《 对于黏弹性消能】。器以主?体结:构风振响应》的主要频率为加载】频率以消能器在【设计静风荷载作用】下的位移为平衡【位置消能器》在设计风荷载作【用下最大位移—为,幅值以主体结构基】本,周期为加《载,。频率:连续4小时进行往】复循环加载试验消】能器的主要》设计指标误差和衰减!量应不超过15【。%
14!.4.14 — 调:频,消,能器的力学性能应】符合下列规》定,
:。。。
1! , 第三方抽》样,检测20%的—同一工程《同一:类,型同一规格数量的调!频消能器并且应【不少于2个当只【有1个?的时候取1个
【
【 2? , 对调频消能器的】频率和阻尼比—进行:。检测检测合格—率应:为100%》
:
》 3 —调频消能器的—实测频率和实—测阻:尼系数与《设计值的相对误差分!别应小于5%和【1,0%
?
,
4! 调频消能—器的弹簧和阻尼【元,件,疲劳性能不应发【生由风荷载》。产生:的疲劳破坏;若消】能器各组件不满足疲!劳强度?要求应?更换
》
? : 5 》调频消能器的惯性】质量行程限位等安全!保护措施《应进行非破坏性【试验验证其》等效性?和可靠性
—
6! 调频液体消【能器在安装完—成后应检测水箱密闭!性测试并《符合相关技术要【。求
:
?
14.》4.1?5 主被》动,混合调频质》。量消能?。器的:力学性?能检测?应符合下列》规定
?
:。
1】 , 对于?小型主被动混合调频!质,量消能器安装前应进!行组装试《验
?
?。
: 2《 , 对于大型主—被动混合调频—质量消能《器安装前应进行比】例模型试验检验【。各种极端工况下【消能:器的控制性能、【。。容错能力和可靠【性
》
? 3《 , 主被动混合调频质!。量消能器由若—干子系统《和零部件组》。成应:对每个?子,。系统和零《。部件单独测试并进行!联合:测,试检:验应满足设计—要求:以及符合《国家有关设》备产品标准的相关规!定
》
4 】 驱动?装置供应《商应提供产品的【。相,关参数?及,使用说明
》
》14.4.16 !消能:部件的?。设计使用年限—不宜低于高层建筑结!构的设计使》用年限当高层—建筑结?。构的设计使用—年限大于消能—部件时在消》能部件达到其—使用:年限时应及》时检测重新确定其使!用年限或更换以【。满足:设计使用年限要求
!
14.4!.1:7 消《能部:件在建?筑结构服役期间应符!合下列规定
【
1! , 消能部件不应作为!承载主体结构重量的!构件
《
】2, 在主体结构【服役期内消能部件应!。正常工作各部—件及其连接构件【不应发生强度、【疲劳破坏
【
:
3 】应按本规程的相关】要,求对消能部件及【其部件进行常规检】测
》
》 ,4 在经》。历超越?设计风荷载的—。风振侵袭后应对消能!器及其连接部件进行!检查若发现消能部】件损:坏或振动控制系统工!作异常应进行振【动控制系统维修【、更:。换或加固
【
,
5【 消能部》件与主体结》构之间应留有—足够的空间并采取防!碰,撞措施?在服役期内》不,应出现消能部—件与主?体结构发生》。碰撞的情况》
,
:
?。14.4《.18 消能器】的,设,。计应便于检查、【。维护:和替换?设计文件中应注【。。。明消能器使用的【。环境、检查和维护要!求
?