国外超高层建筑的风振控制

本文详细综述了国外被动的粘弹性阻尼器、调频质量阻尼器在超高层建筑中的成功应用,以及积极锚索控制和挡风板控制等的研究,内容偏重原理、经济和实用效果,很有启发和参考作用。最后提出了本人的评价和看法。     

某超大高宽比超高层建筑风振控制研究

根据某超大高宽比超高层住宅建筑提高风振舒适度的需求,拟采用黏滞阻尼器来减小风致振动,通过对阻尼器沿竖向不同部位布置的多个方案进行风振及小震时程分析,对比研究了不同布置方案分别对结构顶点加速度、层间位移角及基底剪力的减振效果,结果表明合理布置的黏滞阻尼器可有效降低顶点风振加速度,也可有效降低小震作用下的基底剪力与层间位移角。     

基于损伤控制的某超高层建筑减震方案对比研究

超高层建筑遭受地震后普遍存在修复难度大、成本高、耗时长等问题。基于损伤控制理念,提高超高层建筑在地震作用下的可修复性很有必要。消能减震技术是实现结构损伤控制设计的有效手段。目前消能减震技术在国内超高层建筑中已有一定的应用,但基于损伤控制设计仍较少。本文结合一个超高层工程案例,对比分析了不同减震方案的特点和损伤控制效果。该分析对后续类似的工程具有一定的借鉴意义。     

某超高层建筑的脉动风荷载模拟及风振分析

结合总高438.6 m的某超高层建筑,采用现在广泛流行的线性滤波法中的AR自回归模型,模拟了该结构具有随机性、时间相关性、空间相关性的28条顺风向脉动风荷载时程样本,并对结构进行了风振响应分析。     

基于大涡模拟的超高层建筑风振响应分析

计算风工程作为风洞试验的补充技术,已得到越来越多的应用,但是使用RNS方法进行非定常计算精度低,而大涡模拟可对大尺度漩涡直接求解,可以得到较精确的模拟结果。因此对超高层建筑进行了多工况的CFD大涡模拟,研究不同风向角下建筑表面风荷载的变化规律,并与风洞试验结果进行对比,简要阐述了建筑体型对风荷载的影响。将大涡模拟得到的非定常风压时程作为结构激励,采用频域法计算高层建筑的随机振动响应,根据惯性风荷载方法,求解结构的等效静力风荷载,并与风洞试验结果进行对比。对比分析表明,大涡模拟技术可以很好地模拟建筑表面风荷载,并可以克服测点布置、不同步测试带来的系统误差;频域法分析得到的等效静力风荷载与风洞试验结果基本一致,可以将本文方法计算得到的风荷载作为设计依据。     

超高层建筑的风振响应及等效静风荷载研究

为避免中国现行《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中所采用的风振系数仅考虑结构的1阶振型,而不考虑周围环境影响对体型不规则超高层建筑结构抗风设计造成的不合理性,采用风洞试验与风振动力响应计算分析相结合的方法,考虑结构不规则的影响以及相邻建筑的气动干扰和横风效应来获得超高层建筑结构抗风设计所需的顺风向和横风向的等效静风荷载和风致动力响应。结果表明：由于周围建筑的干扰,顺风向、横风向的风荷载规律与一般超高层建筑不同,其不利角度也与规范存在差异;所得结论为超高层建筑结构的抗风设计提供了依据和参考。     

超高层办公及商业综合体建筑变压器配置方案对比

结合某超高层办公及商业综合体项目的建筑功能和空调系统设计情况,通过三个不同的变压器配置方案优缺点及初投资高低的对比,分析了其中的原因,并对变配电房布置在地下室和避难层的施工难度和实施可行性进行了分析,阐述此类项目布置和配置变压器需要考虑的各种因素,合理设置变配电房,可供电气设计人员参考。     

结构阻尼比对超高层建筑顺风向风振响应的影响

以某超高层建筑结构为工程研究背景,主要研究了阻尼比对风振响应(基底剪力、楼层位移、加速度)的影响,结果表明：阻尼比较大时,其对结构顺风向的风振响应影响较小;随着阻尼比的增加,风振响应(基底剪力、楼层位移)最大值减小幅度较大,而均方根值和平均值减小幅度较小,几乎无太大变化;随着阻尼比的增加,顶层加速度最大值、最小值和均方根值变化量比较大,而平均值几乎无变化。     

3栋典型超高层建筑气动荷载特性及风振控制措施

广州西塔(GWT)、深圳京基100(KK100)和天津高银117大楼(TJ117)是位于不同地域和外形特征不同的超高层建筑,其建筑高度分别为432.00、441.80 m和596.25 m,风荷载和居住者的舒适性是影响这3栋建筑结构设计的重要因素。采用模型的风洞试验方法分析对比这3栋超高层建筑的气动荷载特性,采用局部空气动力学措施(LAS)对其风振响应和风致荷载进行控制,并和采用调质阻尼器(TMD)方法的控制效果进行比较。结果表明：TJ117具有最佳的气动外形,GWT相比最差是由于其在敏感风向斯托罗哈数最高导致在100 a重现期风速处于涡激共振状态,从而使得采用LAS在GWT上的减振效果最好,且在控制风致荷载上LAS的控制效果甚至要略好于TMD方法,LAS对于GWT的10 a重现期加速度的控制在无干扰情况下可以接近TMD的控制效果,即使受到东塔干扰作用,其控制效果仍可达到TMD控制效果的40.5%,相比TMD实施所需的高成本,LAS是一种较为经济易行的方法。     

某超高层框架核心筒结构方案对比分析

超高层建筑中结构体系的选择至关重要,将直接影响整个工程的经济合理性。文章对某一超高层框架核心筒结构分别采取了以下三种结构体系进行了整体结构计算:钢筋混凝土框架核心筒结构、型钢混凝土柱框架与钢筋混凝土核心筒结构、钢管混凝土柱-钢梁框架与钢筋混凝土核心筒结构,并从承载能力、抗震性能、工程经济效益等角度对三种方案进行了对比分析。     

带有楼顶钢塔的超高层建筑理论计算的风振响应研究

对高层建筑屋面的主体结构及其楼顶钢塔数值模拟了建筑物周围的风场及风振加速度响应,由测量的风场修正了来流湍流度剖面并模拟了作用在主体结构和楼顶钢塔上的非稳态气动力,用简化的方法进一步对结构进行风振响应时程分析并与实测的结果进行了比较。讨论了楼顶钢塔对主体结构风振响应的影响,所得的结论可为类似结构的抗风设计提供参考。     

某超高层建筑冰蓄冷节能方案优化分析

利用e-QUEST软件模拟了陕西某超高层商业和办公建筑的动态负荷特性,基于当地峰谷电价特点及建筑用能情况,确定了冰蓄冷的配置方案。对原设计方案进行了运行策略的优化,并分析了由此带来了节能潜力,可以为类似的超高层商业和办公建筑冰蓄冷方案设计提供参考。     

某超高层结构方案选型分析与对比

广州某超高层建筑地上63层,地下6层,屋面结构高度288 m,幕墙顶总高度296 m。针对该超高层建筑的特性,受业主要求,从受力性能和经济性出发,对带加强层（腰桁架、伸臂）的钢管混凝土柱框架+混凝土核心筒结构体系两种混合结构方案和型钢混凝土柱（圆形、方形）、圆钢管混凝土柱混凝土梁框架+混凝土核心筒3种钢筋混凝土结构方案共5种方案的可行性、优缺点和经济性进行了对比分析,带腰桁架加强层的钢管混凝土柱框架+混凝土核心筒混合结构体系其综合成本造价最优,施工工期短,确定为最终的结构方案,可为今后相似条件的结构选型提供一定的借鉴作用。     

某超高层建筑加强层设置方案分析

以某227.6 m超高层建筑项目为例,设置伸臂及环带桁架加强层,指出了加强层位置和数量对超高层建筑的顶点位移、自振周期、层间位移角、筒体倾覆力矩等的影响,采用二分法与最大层间位移角方法相结合来寻找加强层有效位置。为寻找200～300 m建筑加强层的有效布置方案,运用分析程序ETABS建立有限元模型并布置了4道、5道数量的加强层,分析其作用效果得到多道加强层的有效布置方法。对所得方案进行多遇地震下弹性分析及罕遇地震下动力弹塑性分析,表明该结构具有良好的抗震性能,可为同类工程提供参考。     

某超高层结构的不同减震方案对比分析

以某超高层建筑为例,分别对仅设置屈曲约束支撑,仅设置粘滞阻尼器和同时设置BRB与粘滞阻尼器的三种消能减震结构体系进行了多遇地震和设防地震下的地震反应分析。结果表明:方案B比方案A和方案C更能有效地减小结构的楼层位移、层间位移角和楼层剪力;方案B的阻尼器消能明显大于方案A和方案C的阻尼器消能;粘滞阻尼器在多遇地震和设防地震作用下均具有饱满的滞回曲线,有效地消耗了地震能量。     

带有液体粘滞阻尼器的超高层建筑抗风设计及风振响应分析

超高层建筑遮挡物较少,在风荷载作用下,结构顶部强烈的风振加速度会引起人的不适。通过在超高层结构合理布置液体粘滞阻尼器增加结构阻尼比,从而有效控制结构风振响应,达到减振目的。以珠海某超高层工程实例为背景,采用风洞试验计算脉动风荷载时程,在最不利风向角风荷载时程作用下,对比分析了阻尼器不同楼层布置位置、不同平面布置位置、不同阻尼弹簧刚度及不同阻尼参数下的减振效果,选出最合理阻尼器布置方式,结构顶层风振加速度得到有效控制,减振效果明显。     

超高层项目结构方案经济性对比

针对深圳市某超高层项目的特点,设定了三个不同结构方案进行了经济性对比,并对结果进行分析,得出对此项目造价最低的结构方案,为今后相似结构的设计提供了参考。     

超高层建筑地下工程逆作法方案优选

超高层建筑地下工程造价高、工期长,与业主加快资金周转速度的需求之间矛盾突出,不同类型的逆作法逐渐成为缩短地下工程工期的首选。结合不同地质条件下的若干实际工程,对地下工程施工方案进行了综合对比分析,并对全逆作法、逆作正挖法及部分逆作法的设计关键技术及施工要点进行了阐述。对不同场地条件下逆作方案的选择提出了建议。     

超高层建筑天然地基方案研究

本文通过对北京两栋超高层建筑地基方案的对比研究,阐明了上部平面、空间结构和荷载分布情况对超高层建筑地基方案的重大影响,同时介绍了超高层建筑采用天然地基方案的分析计算方法。