某高层结构风振与地震反应控制设计方案的对比分析(精)

228 振 动 与 冲 击 2011 年第 30 卷 动, 但是却会在一定程度上削弱了底部楼层对上部楼 层的嵌固约束, 从而导致了上部楼层的位移角呈现微 放大现象。 ( 3 ) 地震对结构的作用与风对结构的作用不同, 风是直接作用在整个迎风面上, 而地震荷载是从结构 所以在地震荷载作用下, 由于原结构为 底部输入结构, 12 层 ~ 14 在结构的 7 层 ~ 9 层, 提高结构的抗侧刚度, 21 层 ~ 26 层上设置了一定量的斜支撑, 层, 将部分支 表4 撑替换成具有粘滞效果的支撑后, 结构的抗侧刚度并 13 层、 22 层附近层剪力变化仍存 未改变, 从而在 9 层、 但阻尼增加对结构振动起了一定的抑制作用。 在拐点, 相对于无控时结构各楼层框架和剪力墙所承担的剪力 分别占总剪力的 26 % 和 74 % 左右, 安装 粘 滞 阻 尼 器 各方案下框架和剪力墙所承担的剪力均约占总剪 后, 力的 25 % 和 75 % 左右。 总剪力的控制效果最大为方 案二的 7 . 6 % 。 2 各控制方案下结构顶层峰值响应的风振空控制效果对比( 单位: 位移—mm, 加速度—m / s ) Tab. 4 Windinduced vibration responses of top story for different control cases ( unit: Displacement - mm,accelerationm / s2 ) 输入荷 载方向 峰值 无控 方案一 方案二 方案三 顺风向 位移 14 . 53 13 . 87 13 . 41 13 . 93 X 向输入 横风向 位移 12 . 24 7 . 27 6. 8

9 . 74 顺风向 加速度 0 . 135 0 . 112 0 . 107 0 . 122 横风向 加速度 0 . 167 0 . 094 0 . 096 0 . 13 顺风向 位移 24 . 51 22 . 28 21 . 81 24 . 05 Y 向输入 横风向 位移 13 . 55 10 . 01 9 . 44 11 . 4 顺风向 加速度 0 . 147 0 . 131 0 . 111 0 . 137 横风向 加速度 0 . 114 0 . 088 0 . 084 0 . 084 表5 各控制方案下结构顶层峰值 响应的地震控制效果对比 Tab. 5 Comparion of the seismic response of top story for different control cases 荷载 图 16 Y 向地震波顶层位移时程对比 63ELCENTROX 63ELCENTROY 顶层位移峰值( 单位: mm) 无控 39. 71 38. 24 方案一 37. 04 35. 24 方案二 35. 79 34. 68 方案三 39. 73 36. 67 Fig. 16 Displacement timehistory curves of Top story under Y direction seismic wave 图 17 各方案楼层侧移对比 图 18 各方案结构层间位移角对比 Fig. 18 Story drift angle contrast of each case 图 19 X 和 Y 向地震波下结构层间剪力 and Y direction seismic wave Fig. 17 Story displacement contrast of each case Fig. 19 Story shear curves under X 4. 4 各方案减振效果对比分析 表 6 给出了三种控制方案在地震和风振下结构减 横风向方案 1 顶层加速度以 44 % 的控制效果大于方案 2 和方案 3 的 43 % 和 22 % 的 控 制 效 果, 但方案 2 以 44 % 的位移控制效果分别大于方案 1 和方案 3 的 41 % 和 21 % 。在 Y 向风荷载作用下, 方案 2 的结构顶层顺 风向加速度和位移控制效果分别为 25 % 和 11 % , 优于 X 向风荷载作用下, 振效果对比。由表 6 可知, 方案 2 的结构顶层顺风向加速度和位移控制效果分别为 21 % 10 % 和 5 % 、 4% ; 和 8% , 大于方案 1 和方案 3 的 17 % 、

第4 期 陈小兵等: 某高层结构风振与地震反应控制设计方案的对比分析 229 7 % 和 10 % 、 2 % ; 横风向方案 方案 1 和方案 3 的 11 % 、 2 和方案 3 的顶层加速度控制效果都是 26 % , 而方案 1 的控制效果为 23 % , 位移控制效果方案 2 以 30 % 大于 方案 1 的 26 % 和方案 3 的 16 % ; 在地震荷载作用下, 结 方案 2 为 构 X 向 顶 层 位 移 控 制 效 果 方 案 1 为 7% , 10 % , 方案 3 为 - 0 . 05 % ; 结构 Y 向顶层位移控制效果 方案 1 为 8 % , 方案 2 为 10 % , 方案 3 为 4 % 。 表6 不同控制方案减振效果对比 加速度 17 % 21 % 10 % 44 % 43 % 22 % 11 % 25 % 7% 23 % 26 % 26 % - - - - - - 位移 5% 8% 4% 41 % 44 % 21 % 10 % 11 % 2% 26 % 30 % 16 % 7% 10 % - 0 . 05 % 8% 10 % 4% Tab. 6 Contrast of vibration

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