???? 目前世界上正在經(jīng)歷著史無(wú)前例的高層、超高層建筑建設(shè)高峰。芝加哥西爾斯大廈(Sears tower)曾以443m的高度穩(wěn)坐世界最高建筑物寶座26年。而現(xiàn)在世界上,擬建、在建和已建的400 m以上的結(jié)構(gòu)有37棟,尤以正在建造且已超過(guò)700 m的迪拜大廈(Burj Dubai)為首。發(fā)達(dá)國(guó)家甚至提出了千米高度量級(jí)的“空中城市”的概念。隨著結(jié)構(gòu)高度的增加和高強(qiáng)材料的使用,低阻尼、高柔結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)更加顯著,使得強(qiáng)風(fēng)作用下的結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載成為結(jié)構(gòu)安全性和舒適性設(shè)計(jì)的控制荷載。 從Davenport [1]最早將隨機(jī)概念和方法引入建筑結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)研究30多年以來(lái),在建筑結(jié)構(gòu)的順風(fēng)向荷載及響應(yīng)的研究方面,已逐漸形成比較完善的計(jì)算理論和方法[ 2 ,3],主要成果也反映在多數(shù)國(guó)家的建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范中。 1 風(fēng)的特征及風(fēng)壓 風(fēng)是空氣相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)。由于太陽(yáng)對(duì)地球上大氣加熱和溫度上升的不均勻性,從而在地球相同高度的兩點(diǎn)之間產(chǎn)生壓力差,這樣使不同壓力差的地區(qū)產(chǎn)生了趨于平衡的空氣流動(dòng),便形成了風(fēng)。 大量的統(tǒng)計(jì)資料表明,近地風(fēng)的平均風(fēng)速隨著高度的升高而增大,同時(shí)對(duì)應(yīng)于不同的地面粗糙度具有不同的變化規(guī)律。通??刹捎蔑L(fēng)速剖面來(lái)描述平均風(fēng)。平均風(fēng)剖面是微氣象學(xué)研究風(fēng)速變化的一種方法。目前,氣象學(xué)家認(rèn)為用對(duì)數(shù)律表示大氣底層強(qiáng)風(fēng)風(fēng)速廓線比較理想,其表達(dá)式為 3 高層建筑風(fēng)振控制 高層建筑的風(fēng)振控制有多種方法,包括調(diào)頻質(zhì)量阻尼器(Tuned Mass Damper,簡(jiǎn)稱(chēng)TMD)、調(diào)頻液柱阻尼器(Tuned Liquid Damper,簡(jiǎn)稱(chēng)TLCD)、調(diào)頻液體阻尼器(Tuned Liquid Damper,簡(jiǎn)稱(chēng)TLD)、擋風(fēng)板(Aerodynamic Appendays)控制、錨索控制、粘彈性阻尼器一類(lèi)的耗能構(gòu)件控制等,其中,調(diào)頻質(zhì)量阻尼器、擋風(fēng)板控制和錨索控制等又分主動(dòng)控制和被動(dòng)控制,本文只對(duì)調(diào)頻質(zhì)量阻尼器和調(diào)頻業(yè)主阻尼器和粘彈性阻尼器等比較常見(jiàn)的被動(dòng)風(fēng)振控制方法進(jìn)行介紹。 3.1 調(diào)頻質(zhì)量阻尼器(TMD) 調(diào)頻質(zhì)量阻尼器在實(shí)際高層中已得到應(yīng)用,例如1977年在美國(guó)波士頓約翰漢考克大廈(John Hancock Tower,Boston)和1978年在紐約西蒂柯布中心(Citicorp Center,New York)分別安裝了調(diào)頻質(zhì)量阻尼器,西蒂柯布中心安裝的調(diào)頻質(zhì)量阻尼器系統(tǒng)。 調(diào)頻液柱阻尼器(TLCD)。調(diào)頻液柱阻尼器是一種U型的管狀水箱,并在水平管得中不設(shè)置格蘭,為的是增加阻尼。U型的管狀水箱安裝固定在建筑物的頂部。當(dāng)建筑物在風(fēng)荷載作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),水箱將一同運(yùn)動(dòng)一同運(yùn)動(dòng),致使水箱中的水晃動(dòng),水晃動(dòng)產(chǎn)生的慣性力對(duì)水箱壁的作用就形成了對(duì)建筑物的減振力。 粘彈性阻尼器。正如減速器能使門(mén)的關(guān)閉速度減緩那樣,在高層建筑物內(nèi)部安裝粘彈性阻尼器,同樣能達(dá)到減小結(jié)構(gòu)物擺動(dòng)的目的。粘彈性阻尼器已成功地應(yīng)用于美國(guó)紐約世界貿(mào)易中心(110層)和西雅圖哥倫比亞中心(77層)等大樓中。 在高層建筑和大跨度建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,風(fēng)振響應(yīng)和風(fēng)振系數(shù)是計(jì)算的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。我國(guó)的規(guī)范提供高層高聳結(jié)構(gòu)在順向風(fēng)效應(yīng)的風(fēng)振系數(shù)的計(jì)算方法,這一方法不太適用于復(fù)雜高層建筑和大跨度建筑。因此,在復(fù)雜的高層建筑和大跨度建筑設(shè)計(jì)時(shí),風(fēng)荷載的確定需要采用其它更精確的方法來(lái)確定。

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