1》4.4 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
—
14.】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=adM》i其中Mi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ω《T1和最优》阻尼比?ξ,。T1宜按下式—。确定:
!
【
式【中ω1结构第—。一,自,振圆频率;
—
— — : μT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《0.0?1~: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ω》T、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ξT?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≈ω》。1,r2/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:;
【 : 》 ?。LU型管水箱中液】体总长;
—
【 Wm!axU?型管:水箱中液体的最【大流度;
》
》 》 ?。 ξ?0,U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g?d和相?。对速度反馈增益g】v宜分别按下式【确定
【
gd=mT(a】Aω:。1)2?-kT 【 ? (1?4.:4.12-1)【。。
:
,
:
gv=2》m,T(aAω1)ζA!-c:。T 》 (14.4!.1:2-2)
!
: : 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m1时!所用归一化振型【在Hi高度处的振型!系数;
【。。
】 《kT:TMD系《统的刚度最优—刚度kT=m—T,ωT2=《mT(aTω1)】2;
】 : 【 cTTMD—系统的?阻尼系数最优阻尼】系,数cT?=2mTωTζT】=2m?T(aTω1)ζT!;
》
》 ? ω1结【构第一阶自振频率】;
【 【 aA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】.13?。 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】4×360》0/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《.,75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2!0%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10【0%
—
? 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10%
》
,
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【.,4.15 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
1!4.4.18 】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
【