调频减振系统和黏滞阻尼系统在超高层结构中风振控制性能的对比研究

刘 骥，张小勇

(上海弘构土木工程咨询有限公司， 上海 200433)

1 超高层风振控制措施

超高层建筑往往因为高度高，其体型细长，结构整体抗侧刚度相对较小，结构较柔。从图1风荷载和地震作用的相对功率谱密度[1-2]可知，随着建筑高度的增加，高层、超高层结构的基本周期与强风的卓越周期越来越接近，从而导致结构的风致振动敏感性也越来越高。

图1 结构风荷载与地震作用相对功率谱密度[1-2]

针对抗风设计，在结构内部施加减振控制装备是一种合理有效的措施。目前常见的超高层风振控制系统有黏滞阻尼系统(VFD, Viscous Fluid Damper)、调频减振系统(TMD, Tuned Mass Damper)等[3-4]。本文将以上两种常见的减振控制

系统作为在超高层建筑中用于抗风的减振控制方案，并对其进行抗风性能的对比研究。

2 工程背景

2.1 项目概况

某超高层项目位于深圳，其主体结构为高度370m的双子塔，建筑顶部设为高端酒店。单栋塔楼地上共78层，下设6层地下室，采用框架核心筒+伸臂桁架(两道)结构体系，体系构成如图2所示，受建筑功能限制，核心筒Y向墙体在中上部有收进。

图2 结构体系构成和伸臂加强层示意

结构高宽比达7.3，体型细长，由于双塔相距较近，又地处城市中心，建筑周边建筑环境复杂，导致其周围流场也变得非常复杂，使得风荷载无法用规范方法或其他简便计算方法得到，因此需要通过风洞试验确定。根据试验结果，结构分析时阻尼比取0.015，结构顶部楼层风振加速度如表1所示，其中风洞试验风向角与结构坐标系对应关系见图3。……