多TMD控制下超高层建筑风振响应的快速算法及其应用

华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2012, Vol. 40 ›› Issue (4): 118-124.

多TMD控制下超高层建筑风振响应的快速算法及其应用

李小康谢壮宁^† 王湛

华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室，广东广州 510640

收稿日期:2011-09-20 修回日期:2012-03-07 出版日期:2012-04-25 发布日期:2012-03-01
通信作者: 谢壮宁(1963-) ，男，博士，教授，主要从事结构抗风研究． E-mail: znxie@scut.edu.cn E-mail:lixiaokang82@ sina.com
作者简介:李小康(1982-) ，男，博士后，主要从事结构抗风研究．
基金资助:
国家自然科学基金重大研究计划重点项目( 90715040) ; 国家自然科学基金资助项目( 51078146) ; 亚热带建筑科学国家重点实验室自主研究课题( 2008ZC20)

Rapid Algorithm and Its Application of Wind-Induced Vibration Response of Super High-Rise Building Under the Control of Multiple Tuned Mass Dampers

Li Xiao-kang Xie Zhuang-ning Wang Zhan

State Key Laboratory of Subtropical Building Science,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China

Received:2011-09-20 Revised:2012-03-07 Online:2012-04-25 Published:2012-03-01
Contact: 谢壮宁(1963-) ，男，博士，教授，主要从事结构抗风研究． E-mail: znxie@scut.edu.cn E-mail:lixiaokang82@ sina.com
About author:李小康(1982-) ，男，博士后，主要从事结构抗风研究．
Supported by:
国家自然科学基金重大研究计划重点项目( 90715040) ; 国家自然科学基金资助项目( 51078146) ; 亚热带建筑科学国家重点实验室自主研究课题( 2008ZC20)

摘要/Abstract

摘要： 基于谐波激励法，提出一种适合大型复杂结构多调谐质量阻尼器( MTMD) 风振控制的快速算法，该算法可根据刚性模型风洞试验获取的风荷载时程数据计算结构在MTMD 作用下的风致响应．以高度为439m 的深圳京基金融中心( KFT) 的风振控制为例，计算了单调谐质量阻尼器( STMD) 作用下的结构风致响应，分析了STMD 固有频率、阻尼比及质量等参数对结构风致响应的影响，进而对不同形式MTMD 的结果进行对比分析．研究表明: 采用快速算法进行风振控制计算是正确有效的; 安装在顶层的STMD 可有效控制KFT 的风振响应; 在TMD 总质量相同的条件下，采用MTMD 较STMD 对结构的控制效果有所减弱，但MTMD 方式仍可使结构顶部的峰值加速度响应降低约30%．

关键词: 超高层建筑, 风振响应, 调谐质量阻尼器, 风洞试验

Abstract:

Proposed in this paper is a rapid algorithm based on the harmonic excitation method,which is used to calculate the wind-induced vibration ( WIV) of large-scale complex structures under the control of multiple tuned mass dampers ( MTMD) according to the time-historic wind loads obtained in the rigid-model wind tunnel test. Then,by taking the Shenzhen Kingkey Finance Tower ( KFT) with a height of 439 m as a research objective,the WIV response of KFT under the control of single tuned mass damper ( STMD) is analyzed,and the effects of MTMD configuration as well as the natural frequency,damping ratio and mass of STMD on the WIV response are compared and discussed. The results show that ( 1) the proposed rapid algorithm is accurate and effective in calculating the WIV; ( 2) a STMD installed at the top floor can effectively mitigate the WIV of KFT; and ( 3) though STMD is more effective than MTMD with the same total TMD mass,MTMD can still reduce the peak acceleration of WIV response at the top of the building by about 30%.

Key words: super high-rise building, wind-induced vibration response, tuned mass damper, wind tunnel test

李小康谢壮宁王湛. 多TMD控制下超高层建筑风振响应的快速算法及其应用[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2012, 40(4): 118-124.

Li Xiao-kang Xie Zhuang-ning Wang Zhan. Rapid Algorithm and Its Application of Wind-Induced Vibration Response of Super High-Rise Building Under the Control of Multiple Tuned Mass Dampers[J]. Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition), 2012, 40(4): 118-124.

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