《14.4 结构风!。振控制设计
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1】4,.4:。.2 《高,层建筑的风振—控制往往《。以减小?结构的?风振加速度、—。提高舒适性》为主:因而所设置的消能】器应:以附加?阻尼为?。。主速度相关》型消能?器主要为《结,构附加阻《。尼附加刚度》较小或不附加刚【度对抑制结构风致加!。速度响应的效果较为!显著然而当结—构的抗侧《。刚度较小时在风振】作用下位移响—应也不满足要求时可!联合采用速度相关】型消能器和其他它】类型消?能器:(如位移相关型消】能器)同时为结【构,附,。。加刚度和《阻尼:
—。14.4.》。3 不同类—型消:能器技术工作原【理不同为提高结构】风振舒适度控制效】。果,。宜根据消能器控【。制技:术原理?和结构使用要求合理!选择消能器》形成合理的》结构消?能控:制体系?
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》常用的速度相—关型消能器有黏【滞消能器和黏弹【性消能器黏滞—消能:。器仅为结《构附加阻尼动态刚度!效,应可忽略《;黏:。弹性消?能器同时为结—构附加阻尼和刚【度黏滞和黏弹性【消,能器通过自身变形】。耗散结构振动能【量达到减小结—构风:振响应的目》的黏滞和黏弹性【消能器的耗》能能力与阻尼器两】端,相对变形《和相对速度》。。的大小?直接相关消》。能器相?对变形和相对速度越!大其耗能能》。力越强结构》风振控制效果越好】因此黏滞消能—器,和黏弹性消能器宜安!装于:结构相对位移和相】对速:度较大的部位和层间!
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调】频消能器包括调【频,质量消?能器:和调频液体消能【器两类调频消能器】通过与?主,体结构发生共振吸收!和,耗散结构《振动能量调频消能】器的风振控制效果是!通过调频《。消能器?给结构所控振型提】供附加阻尼》来实现?的由于?调频消能器只能提】供,一,定的附?加阻:尼,当主体结构》自身阻?尼较:大时(阻尼比大于3!%)调?频消能器的风振控】制效果不明显因此】调频消能器适—用于阻尼比较小【的结构
! 主被—。动混合调频质量【系,统是在被动调频质量!消能器基础上增【加主动作动器—并根据测量的结构响!。应实时调节施加于结!构的控制力相—对于被动调频—质量消能器主被动】混合调频质量系统可!以大幅提高结构风振!控制效果适用—于对风振减》振要求较高的高层建!筑和高耸结构
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14.—。。。4.4 消—能部件?。在结构中发挥优越耗!。能能力的条件是消】能器在风振作—。用下具?有较大的相对位【移,或相对速度因—此消能部件宜设置】在结构层间位移【或层:间速度?较,大的楼层以》此,来提:高消:能器的耗能》性能耗散风振输入】结构的能量》提高结?构的安全性和舒适性!
—14:.4.5 采用】弹性或弹塑性—。时程分析法计算结构!风振效应时结—构顺风向和横风向的!。风荷载时程可采【用风洞试验方法直接!测得也可采用线【性滤波法或谐—波,叠加法模《拟得到当采用线性滤!波法:或谐波叠加法模拟结!构的风荷载时—程曲:线,时应通过试验数据验!证模拟?风荷载时程》的正确性
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14.4.7 】 高层建筑设计中】消防水箱是必不【可,少的组成部》分当结构《风振性能不》。满,足要求?时,可直接将消防水【箱设计成调频—消能:。器即可避免额外设】计调频消能器而【占用建筑使》用空间又《可利用?消防水箱中水体的】。运动形成对结构【的控制?力而:无需额外设计调频】液体消能器或将消】防,水箱的重量作为调】频质量消能器—的一部分而节约原材!料
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14【.4.8 调频质!。量消能器的最优自】振,频率和最优阻尼比的!计,算基于以《下假:定结构响应仅—以调频质量消能器所!。控制振型为主不【计其余振型》对结:构响应的《贡,献;:在安:装消能器位置所【控,振型取为《1;:结构所受激励为【。白噪声激《励风荷载是宽带随】机过程可近似为【白噪声激励
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,14.4《.12 《 增加结构的阻尼】比可以减少脉动风荷!载作用从而减小【设,计静:力等效风荷载—
1【4.4?。.,13: , 当采用设计—峰值速度进》行消能器加载试【验时应保证》消能器的《最大位移小于其极限!位移;若实验—加载频率《低,导,致消:能器最大位移—超过其?极限位移时应降【低实验中消能器【。的峰值速《度使实验中消能器】最大位移不超过【其极限位《移进行黏《滞消能器和黏—弹性消能器疲劳试验!的加载方案》应避免因温》度升:高导致消能器产生破!坏
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14.《4.1?4, 对?。于调频消能器—可计算或《称量其惯性质量大】小,并,实测:其刚度元《件(或吊摆》。长度等?其它刚度形式—)所能提供的—刚,度计算得到调频消】能器的实测》频率也可通过动力】测试方法对调频【消能器施加扫频激励!根据:动力试?验方法得到消能【器的实测频率—。当采用黏滞阻—尼,。元,。件或黏弹性阻尼元件!。为调频消能器提【。供阻尼力时可通过对!阻尼元件进行—性能检验得到其【实测:阻尼系数当采用其他!形式的阻尼元件时】可通过?扫频激励的》动力试?验方法得到消能器的!阻尼系数《也可通?过子:系统试验方法得到调!频消能器《在设计风《荷载作用《下的响应其惯性【质量行程应不—超过其设《计行程可通过对消】。能器:输入非破坏性的较强!激励对其《安,全保护措施进行试验!以,。验证其安《全保护措施》在响应激励工况下的!有效性和可》靠性
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14.4.【15 《。主被:动混合调频质量消能!器测试时系统软硬】件参数应与实—际运行时的相—。应参数设定一致【试验:时可通过给主—动控制装《置发:送力指令驱》动阻尼器运动—并与数值仿》真结:果进行?比较:其,中相应时程结果的相!关系数?应大于0.9相【应时程结果的最大】值和均方根值误【差分别应小于10】%,和5%当主》被动混合调频质量】消能器超《过设计行《程时应有可靠的【缓冲措施防止—惯性:质量对下部结构造成!冲击消?能,器比例模型应与【足尺消能器系统采】用相同的软硬件架】构并:能够模拟足尺消能器!系统的主《要功能及全部的【安全防护功能主【被动混合调频质【量消能器中包含【机电装置及》主动控制《算法应用前应对系】统的:容错能力和可—靠性:特别是在《某些极端工况下【。的可靠?性进行充《分地:试验检验其中极端工!况包括突《然,停电:传感器?错误与失效驱动【装置故障、失效与】溢出等进行模拟测】试
14!.4.17》 :为保证消《能器在地《震作用下能》正常发挥《其预定功能确保建】筑结构的安全并为以!后工程应用和标准修!。。。订,积累经验业主—。或房产管理部门等应!在,建筑结构使用过程】中对消能器》进,行维护管《理定期检查是由物】。业管理部门对消【能器本身及》其与建筑物连接的】状况进行《的,正常检查其目的【。是力求尽早发现可能!的异常以避免消能】器不能正常使用应急!检查是指在发生【超越设计地震荷载的!风,振侵袭后《立即实施的检查目】的,是检查确认地震侵】袭对消能器》性能有无影响
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