高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑風(fēng)振控制的等效設(shè)計(jì)風(fēng)荷載.pdf

1、高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑是一種應(yīng)用十分廣泛的建筑結(jié)構(gòu)型式，順著建筑高度和高寬比的增加及鋼結(jié)構(gòu)的大量應(yīng)用，風(fēng)致振動(dòng)引起的高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑不能滿足結(jié)構(gòu)剛度和舒適度的抗風(fēng)設(shè)計(jì)要求的問題日益突出。除了采取積極調(diào)整結(jié)構(gòu)布置，結(jié)構(gòu)形式等方法以更好發(fā)揮結(jié)構(gòu)功能外，越來越多的風(fēng)工程學(xué)者和結(jié)構(gòu)工程師開始致力于用結(jié)構(gòu)振動(dòng)的控制的方法來解決上述問題。 對(duì)于高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)的風(fēng)振控制設(shè)計(jì)，采用的是頻率域和時(shí)間域的動(dòng)力分析方法。這些方法雖然可以得到風(fēng)振控制

2、的效果，但由于它無法與常規(guī)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)中采用的基于設(shè)計(jì)規(guī)范方法的結(jié)果統(tǒng)一和比較，因此廣大的結(jié)構(gòu)工程師很難將其應(yīng)用到高層建筑實(shí)際的抗風(fēng)設(shè)計(jì)中，這就大大地影響了結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)在高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)中的推廣和應(yīng)用。據(jù)此可知，尋找和研究高層建筑風(fēng)振控制基于規(guī)范的實(shí)用化設(shè)計(jì)方法是十分必要。 由于不論何種減振裝置(主動(dòng)，被動(dòng)，半主動(dòng))，其減振的效果都可認(rèn)為是相當(dāng)于增加了結(jié)構(gòu)的阻尼，因此本文作者所提出方法的基本思路是：首先求出各種減振裝

3、置對(duì)高層建筑風(fēng)振控制效果的結(jié)構(gòu)等效阻尼比(即相當(dāng)于結(jié)構(gòu)增加的阻尼);然后依據(jù)受控結(jié)構(gòu)所具有的總的有效阻尼比(為原結(jié)構(gòu)阻尼比與結(jié)構(gòu)等效阻尼比之和)，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》修正受控結(jié)構(gòu)上的等效設(shè)計(jì)風(fēng)荷載(比原結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)風(fēng)荷載要小);最后，依修正后的等效設(shè)計(jì)風(fēng)荷載用靜力分析方法計(jì)算受控結(jié)構(gòu)的受控風(fēng)效應(yīng)。顯然，這種方法的思路與常規(guī)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)方法是一致的。一方面，它的計(jì)算結(jié)果完全可以與原結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行比較。另一方面，它可以用常規(guī)的高層建筑

4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析軟件來完成。因此，這種方法完全可以為廣大結(jié)構(gòu)工程師所接受，是高層建筑風(fēng)振控制設(shè)計(jì)進(jìn)入設(shè)計(jì)規(guī)范的途徑。 本文詳細(xì)闡述了高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑風(fēng)振控制的等效設(shè)計(jì)風(fēng)荷載和控制減振裝置等效結(jié)構(gòu)阻尼比的兩個(gè)概念，求出了被動(dòng)控制中廣泛應(yīng)用的粘彈性阻尼器的等效結(jié)構(gòu)阻尼比，五種被動(dòng)動(dòng)力減振器的等效結(jié)構(gòu)阻尼比，主動(dòng)控制中主動(dòng)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的等效結(jié)構(gòu)阻尼比，以及各種減振裝置的最優(yōu)等效結(jié)構(gòu)阻尼比和優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)。最后本文通過工程實(shí)例，驗(yàn)算了高層