《厦门大学学报（自然科学版）》

复杂断面高层建筑在强风作用下,往往会产生较为明显的扭转响应,从而导致高层建筑顶部角点处的加速度值大大超过规范规定的限值.以弧形、平行四边形以及等边L形等3种断面的高层建筑为研究对象,计算了复杂断面高层建筑顶部角点处的风致加速度响应,进行了多个调频质量阻尼器(MTMD)减振系统的设计和优化研究.结果表明,在不使用MTMD进行风振控制时,3种断面高层建筑顶部角点处的加速度响应均超过限值,在合理布置MTMD并进行优化设计后,角点处的加速度响应可以得到有效抑制并取得较好的减振效果.

The obvious torsional response will be induced by strong wind on complex-shape high-rise buildings,which result in the fact that accelerations of top corner points on these buildings exceed the limit.Three complex-shape high-rise building models including arc-shape,parallelogram-shape and L-shape are tested in a wind tunnel to obtain the wind load on the surface.Accelerations of top corner points on these high-rise buildings are calculated on basis of the reasonable parameters of buildings.Moreover,multiple mass tuned dampers(MTMD)are designed to reduce the wind vibration.Results show that the acceleration responses of top corner points on complex-shape buildings are usually larger than limit values without MTMD system.In contrast,these acceleration responses will be reduced dramatically with the help of the optimal design of MTMD system.

引言
1 模型及试验概况
2 高层建筑顶部角点处的风致加速度响应
3 MTMD风振控制系统的设计及优化
4 结论

图1 高层建筑试验模型断面示意图(单位:mm)<br/>Fig.1 Section of high-rise building models(unit:mm)

图1 高层建筑试验模型断面示意图(单位:mm)
Fig.1 Section of high-rise building models(unit:mm)

表1 实际高层建筑的耦合阵型表达式<br/>Tab.1 The coupled mode-shape of high-rise buildings

表1 实际高层建筑的耦合阵型表达式
Tab.1 The coupled mode-shape of high-rise buildings

表2 实际高层建筑的相关参数<br/>Tab.2 Parameters of high-rise buildings

表2 实际高层建筑的相关参数
Tab.2 Parameters of high-rise buildings

图2 弧形断面高层建筑顶部角点位置示意图<br/>Fig.2 Geometric parameter of top corner point on arc-shape high-rise building

图2 弧形断面高层建筑顶部角点位置示意图
Fig.2 Geometric parameter of top corner point on arc-shape high-rise building

图3 高层建筑顶部角点处加速度响应最大值随风向角的变化规律<br/>Fig.3 The change of the maximum acceleration of top corner along the wind angle

图3 高层建筑顶部角点处加速度响应最大值随风向角的变化规律
Fig.3 The change of the maximum acceleration of top corner along the wind angle

图4 MTMD在高层建筑顶部分布图(单位:mm)<br/>Fig.4 The layout of MTMD on the top of buildings(unit:mm)

图4 MTMD在高层建筑顶部分布图(单位:mm)
Fig.4 The layout of MTMD on the top of buildings(unit:mm)

表3 单个TMD的参数<br/>Tab.3 Parameters of single TMD

表3 单个TMD的参数
Tab.3 Parameters of single TMD

图5 设置和未设置MTMD时的风致响应对比<br/>Fig.5 The comparison of wind-induced response with and without MTMD

图5 设置和未设置MTMD时的风致响应对比
Fig.5 The comparison of wind-induced response with and without MTMD

表4 高层建筑MTMD优化参数<br/>Tab.4 The optimal parameters of MTMD on high-rise buildings

表4 高层建筑MTMD优化参数
Tab.4 The optimal parameters of MTMD on high-rise buildings

图6 高层建筑MTMD阻尼器优化位置<br/>Fig.6 The optimal location of MTMD on high-rise buildings

图6 高层建筑MTMD阻尼器优化位置
Fig.6 The optimal location of MTMD on high-rise buildings

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备注

引言

1 模型及试验概况

2 高层建筑顶部角点处的风致加速度响应

3 MTMD风振控制系统的设计及优化

4 结论

学报简介

备注

引言

1 模型及试验概况

2 高层建筑顶部角点处的风致加速度响应

3 MTMD风振控制系统的设计及优化

4 结 论

学报简介

4 结论