宁波绿地中心结构整体稳定性分析和TLD风振控制

宁波绿地中心采用带加强层的型钢混凝土框架+钢筋混凝土核心筒混合结构体系,结构整体稳定性是关键问题。根据结构实际刚度和荷载分布情况,采用了等效临界屈曲荷载系数和等效侧向刚度的修正算法,分析了结构整体稳定性。整体线性屈曲分析和几何非线性屈曲分析也进一步验证了结构具有可靠的整体稳定性。设计中利用结构屋面放置的消防水箱,将其改造成调谐液体阻尼器(TLD)。分析计算了TLD自振周期、质量比等参数,介绍了其设计方法和步骤。参考了相关文献,计算得到TLD对高层建筑顺风向脉动风振反应控制效果的等效结构阻尼比,从而求得TLD对主体结构的减振效果。     

带五种被动阻尼器的高层建筑侧移—扭转下随机风振响应的解析法

对带被动阻尼器的高层建筑考虑侧移-扭转情况下,随机风振响应和等效风载取值进行了研究。针对文献[3]获得了设置五种被动阻尼器的高层建筑,考虑侧移-扭转效应下统一非经典的结构运动方程,这里用复模态法解耦,并用随机振动方法,获得了带五种被动减振器的高层建筑考虑侧移-扭转反应基于现行规范Davenport谱随机风振响应的解析解,并给出算例。     

带Maxwell阻尼器的高层建筑结构基于Davenport谱随机风振响应的解析解法

针对带Maxwell减振器的高层建筑结构的随机风振响应和等效静态设计风载取值进行了系统研究.采用复模态理论解耦,并利用随机振动理论获得结构风振响应的解析式,建立了将结构分解为一系列等效单自由度体系的一般方法,获得了带Maxwell减振器的高层建筑结构基于现行规范Davenport谱随机风振响应的解析解,从而建立了非经典阻尼非对称的被动控制结构基于Davenport谱随机风振响应和风载取值的一般解析方法.     

脉动风作用下电视塔桅杆结构TMD控制的惯性质量与位置优化

本文以深圳市梧桐山电视塔桅杆结构风振控制项目为背景,分析了风荷载的动力特性,给出了脉动风荷载的模拟方法;采用调谐质量阻尼控制方法和线性吸振、非线性耗能的结构控制策略,对控制装置进行了系统设计,分析了装置的惯性质量效应并提出了装置的优化布置方法;在模拟脉动风荷载作用下采用振型分解和时程分析相结合的方法,对结构进行动力分析和振动控制效果计算,为TMD高耸结构抗风设计提供了依据。     

高层建筑顺风向风振系数研究分析

以具体工程为例,采用线性滤波法模拟了顺风向脉动风场,在时域内计算了高层建筑结构风振响应,并对位移阵风荷载因子法、惯性风荷载法和荷载规范法所计算的风振系数进行了对比分析,以供参考。     

U型水箱对高层建筑和高耸结构风振控制的试验和研究

本文在试验分析的基础上提出了U型水箱对高层建筑和高耸结构脉动风振反应控制的工作原理、计算方法和水箱参数对结构风振控制效果的影响。计算分析结果表明,U型水箱是种简单,经济和实用的,可用于结构大振幅风振反应的控制装置。     

锥筒型塔架风振响应分析及风振系数研究

为研究塔架在动态风作用下的风振响应及风振系数,采用谐波叠加法模拟得出脉动风荷载,将风荷载导入有限元软件,进行风电塔架的风振响应分析。通过风电塔架在稳态风荷载和基于GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》计算的静风荷载作用下的静力分析,进一步对比风电塔架在动力风荷载与静力风荷载下的作用效应。结果表明:脉动风荷载对风力发电塔架的影响显著,在塔架设计中应该引起足够重视。在塔架44m以下所求荷载风振系数大于基于规范计算的风振系数,说明规范计算值偏小,应引起重视。     

新荷载规范下高耸结构风振系数计算探讨

由于新版建筑结构荷载规范对顺风向风振系数作出了较大修改,本文对高耸结构设计规范中的相应问题进行了研究。首先,总结了新荷载规范对顺风向风振系数的修改要点,比较了新的风振系数表达式与原表达式之间的异同,分析了新规范共振响应因子R、背景响应因子B_z与旧规范脉动增大系数ξ、脉动影响系数v之间的关系。其次,通过数值计算研究了新荷载规范下高耸结构风振系数相关参数取值所受到的影响。然后,探讨外形不规则的高耸结构风振系数的计算。最后,提出了与新荷载规范形式相协调的高耸结构风振系数表达式,编制了相应参数的计算表格,并通过实例计算和时程分析进行了验证。     

拱型波纹钢屋盖结构风振响应的时域分析

拱型波纹钢屋盖结构自重轻,地震作用下的动力问题不是结构设计的控制因素,但是在风荷载作用下结构的动力响应较为显著,在设计中应给予足够重视。首先利用ForIran编程工具,模拟结构的风速时程曲线,然后利用ANSYS有限元软件中的瞬态动力学分析模块对这种结构进行动力时程分析,讨论其在脉动风荷载作用下的动力响应,给出了结构风振系数的建议值,且针对风荷载提出了这种结构在设计中应注意的问题。     

高层建筑结构抗风分析的Pushover方法

以某高层建筑结构为例,进行了强风作用下结构的弹塑性风振响应时程分析,在此基础上,进行了将静力弹塑性Pushover方法用于结构抗风设计的可行性研究。通过动力时程分析、规范静力分析及Pushover抗风分析结果的对比发现:在风荷载较小的情况下,高层建筑结构处于弹性状态,由规范给出的静力等效风荷载方法计算得到的结构风振响应可以满足实际工程的需要。在强风作用下,高层建筑结构的部分构件进入塑性变形状态,用所提出的Pushover抗风分析方法计算得到的结构位移响应与时程响应分析结果吻合,而规范静力分析方法的结果偏小。     

Unified dynamic absorber design formulas for wind-induced vibration control of tall buildings

The objective of this paper is to establish some unified design formulas for various kinds of passive dynamic absorber for wind-induced vibration control of tall buildings. A total of five different passive dynamic absorbers (TMD, TLCD, LCVA, C-TLD and R-TLD) are considered in this study. Firstly, unified equations of motion for the building–absorber system under wind-induced excitation are presented. A set of unified formulas for the optimal properties and the equivalent damping ratios for these five dynamic absorbers are then derived analytically. The Shanghai Central Plaza, which is a thirty-nine-story reinforced-concrete building, is used as an example to demonstrate the procedure and to verify the accuracy of the unified approach. The results show that these unified formulas provide direct performance evaluation and comparison between the five dynamic absorbers for the control of wind-induced vibration of tall buildings. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

高层建筑结构的风振阻尼控制分析与设计方法

本文首先分析了阻尼比对结构风振反应的控制效果,重点讨论了阻尼比对风振脉动增大系数的减小效果和具体计算方法,给出了便于工程实际应用的阻尼比为10%～30%的风振脉动增大系数随基本风压和结构基本周期变化的计算图表。结果表明,结构阻尼比增大,风振脉动增大系数明显减小。其次,分析了结构耗能减振系统的附加阻尼特性,给出了调频质量阻尼器(TMD)、调频液体阻尼器(TLD)和速度线性相关型耗能器附加给结构阻尼比的实用计算公式。最后给出了100层钢结构分别设置TMD和线性粘滞阻尼器的风振控制分析和设计实例。实例结果表明,两种被动阻尼控制系统对结构最大位移和最大加速度控制效果相同,可以达到40%～55%,同时说明了本文提出的方法可以方便地用于大型结构的风振阻尼控制分析和设计。     

设置粘弹性阻尼器钢结构高层建筑抗震抗风设计的实用方法

本文提出了设置粘弹性阻尼器的钢结构高层建筑抗震抗风设计的实用方法。文中在导出了设置粘弹性阻尼器高层钢结构的有效阻尼比计算公式的基础上，建立了设置粘弹性阻尼器结构抗震设计反应谱的调整公式和抗风设计风振系数、脉动增大系数的调整公式。从而使设置粘弹性阻尼器钢结构高层建筑的抗震抗风设计可在我国《高层民阻建筑钢结构设计与施工》规程的基础上进行。应用本文方法对设置粘弹性阻尼器的５０层全钢缔构超高层建筑──首都规划大厦主楼的抗震抗风设计的结果表明：粘弹性阻尼器是一种十分有效的减振耗能构件，它有效地减小了结构构件的地震设计内力和结构横风向的风振加速度。对于设置粘弹性阻尼器的高层钢结构，本文提出的抗震抗风设计方法是一种对结构工程师应用十分方便的实用设计方法。     

Numerical studies on the application of tuned liquid dampers with screens to control seismic response of structures

Tuned liquid damper (TLD) systems are nowadays increasingly being used as one of the economical and effective passive vibration absorbers. A TLD system consists of a water tank having the fundamental sloshing fluid frequency tuned to the frequency near to the natural frequency of structure. This research focuses on modelling tall buildings equipped with TLDs having inside screens subjected to strong ground motions. Strong excitation can cause wave‐breaking phenomenon and makes turbulent in shallow rectangular tanks which could also contribute to the additional damping due to TLDs. On the other hand, wire screens placed inside a liquid tank can play an important role in reducing the structural response due to increasing the inherent damping of the structure. Based on equalizing dissipated energies, a TLD equipped with internal screens can be modelled by equivalent amplitude‐dependent tuned mass damper (TMD). In this study, adopting this simple method, equations of motion for shear‐type buildings equipped with nonlinear amplitude‐dependent TMDs were developed. A complex modal analysis procedure was used to solve the governing equations. Coupling of TMD properties and structural response was solved with iteration on structural response and updating TMD properties. Performing a set of parametric studies on three proposed tall structures equipped with TLD subjected to different ground excitations showed that if the TLD is tuned to a frequency close to the natural frequency of the structure considering hardening behaviour of TLD, it could significantly reduce the seismic response (displacements and base shears) of the structures. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

利用人工模拟脉动风压计算高层建筑横风向风振动力反应时程

根据日本规范中提出的横风向脉动风力谱系数函数,利用人工模拟横风向脉动风压时程的方法,提出了一个矩形平面高层建筑横风向风振反应时程的计算方法.在计算过程由横风向脉动风压谱系数公式模拟了建筑结构横风向脉动风压过程,采用N ewm ark法计算了两幢建筑物顶部的横风向风振反应.计算结果表明:在横风向脉动风压的作用下,结构的风振反应以共振响应为主,非共振响应仅为次要的部分,这与谱分析法得出的结论是一致的,从而说明了计算结果的正确性.这对于正确估算结构的风振反应值,为高层建筑风振控制措施设计提供参考依据具有一定的意义.     

调谐液体阻尼器动力响应的数值模拟

根据Fujino等提出的矩形TLD减振基本原理,建立了TLD中液体动水压力的控制方程,并采用有限差分法对矩形浅水TLD液体动水压力进行数值模拟。通过对某四层钢架多自由度结构体系在有TLD与无TLD的情况下分别进行模拟的计算结果比较可知,即使多自由度结构体系振型比较复杂,TLD对其仍具有比较好的减振作用,数值模拟结果与试验研究相符。     

TLD对珠海金山大厦主楼风振控制的设计

本文介绍了矩形浅水ＴＬＤ对珠海金山大厦主楼风振控制的设计。文中根据Ｆｕｊｉｎｏ等提出的矩形浅液ＴＬＤ制振的基本原理建立了ＴＬＤ对高柔结构风振控制的设计方法。并通过对控制力理论效果与试验结果的比较及人造脉动风样本的检验，证明本文方法是确实可行的。据此方法对金山大厦主楼风振控制的设计计算表明，浅水ＴＬＤ对高柔结构风振加速度的控制是十分有效的，它使金山大厦主楼满足了舒适度的抗风设计要求。     

高层钢结构建筑TLD风振舒适度控制优化设计

高层钢结构风振舒适度控制是结构设计的一项重要内容。介绍了ＴＬＤ 钢结构系统风振舒适度控制优化设计方法、步骤及算例。     

矩形高层建筑结构扭转风振反应时程的分析计算

根据Davenport脉动风速谱函数与日本规范中提出的横风向脉动风力谱系数函数模拟的顺风向与横风向脉动风压时程,采用Newmark法计算了一栋高68m的高层建筑物的风振扭转动力反应时程。计算时考虑了顺风向脉动风压与横风向脉动风压的联合作用。计算结果表明:结构扭转振动加速度响应以共振响应为主,非共振响应仅占次要的部分,这与谱分析法得出的结论是一致的,从而说明了计算结果的正确性。这对于正确估算结构的扭转风振反应值,为高层建筑风振控制措施设计提供参考依据是有一定意义的。     

高层建筑几种风振控制方式的设计方法

本文提出了高层建筑三种风振控制方式(拉索,挡风板和可调质量阻尼器)的一个改进的设计方法。文中:建立了脉动风的成型滤波器,导得了基于结构层间位移、速度和加速度反应的扩展二次型目标函数的控制规律,实现了高层建筑强度,刚度和舒适度的控制要求,提出了消极控制的具体设计方法,采用了一种简单而实用的自适应控制方法,使主动控制得到实现。