14。4 结构风振控制设计14、4。1.当高层建筑结构风振舒适度不满足使用功能的要求时、应进行结构风振控制设计。降低结构风振效应 14,4.2，高层结构采用风振控制时，可根据风荷载作用下的预期结构位移和加速度控制要求、设置适当的消能器，消能器宜采用速度相关型消能器，黏滞消能器、黏弹性消能器、调频消能器，调频质量消能器.调频液体消能器、或主被动混合调频质量消能器，14、4 3.结合高层建筑的具体情况和结构风振舒适度控制要求.选择适宜的消能器,1 一般的高层建筑结构可选用速度相关型消能器或调频消能器.2、当高层结构有存在特殊的风振舒适度控制要求时。或者振动控制要求较为严格时、可选用主被动混合调频质量消能器、14,4。4、消能部件的布置宜符合下列规定。1.消能部件宜根据需要沿结构主轴方向双向设置。形成均匀合理的结构体系、2.速度相关型消能器宜布置在结构变形和速度较大的位置.且平面布置应避免偏心。当需控制结构风振扭转的情况时，宜尽可能远离结构质心成对布置。或偏心布置 3、调频消能器.主被动混合调频质量消能器宜布置在结构顶层或所控制振型的峰值处，当需控制结构扭转风振的情况,宜在结构顶层或所控制振型峰值处远离质心两侧布置，或偏心布置。4,当在结构上部设置单个调频消能器后仍不能满足结构风振控制要求时,可采用多重调频消能器设计方案 在结构多个不同的楼层同时设置调频消能器 14，4,5。设置消能部件的高层结构风振计算分析、应符合下列规定，1、当主体结构处于弹性工作状态、且消能器处于线性工作状态时,可采用等效静力风荷载法或弹性时程分析法计算结构风振效应、2 当主体结构处于弹性工作状态、但消能器处于非线性工作状态时，可将消能器进行等效线性化.采用等效静力风荷载法或弹塑性时程分析法计算结构风振效应.也可不对消能器进行等效线性化。直接采用弹塑性时程分析法计算结构风振效应,3.宜在设置消能部件的高层结构的两个主轴方向分别计算风振作用、各方向的风振作用应由该方向的消能部件和抗侧力构件承担,当存在风荷载作用下最不利方向时,宜沿该方向布置消能部件,4，对可能产生横风向风振效应的高层建筑.可通过消能部件的设置抑制结构横风向风致振动、避免出现横风向涡激共振效应 5.对于质量和刚度分布不均匀的高层结构，应对扭转风向的风振作用进行验算.并宜采用消能部件控制扭转效应对结构产生的不利影响，14 4.6.采用消能器控制风致振动的高层结构,其消能器的设计参数，恢复力模型，附加给结构的等效阻尼比和等效刚度,性能检验及与结构的连接与构造应分别符合本规程第14，3节的规定，14。4、7 高层建筑中可使用消防水箱设计调频液体消能器。亦可将水箱作为质量块设计成调频质量消能器.1。采用调频质量消能器进行高层结构风致振动控制设计时。调频质量消能器宜设置在结构顶部，当结构顶部根据建筑方案不能设置时,宜在结构可安装调频质量消能器的最高位置设置 当在结构上部设置单个调频质量消能器后仍不能满足结构风振控制要求时、可采用多重调频质量消能器设计方案。在结构多个不同的楼层同时设置调频质量消能器、调频质量消能器应保证其振动频率与结构自振频率接近或相等。调频质量消能器的质量,md adMi、其中,Mi为原结构第i振型质量.ad为质量比.2 采用调频液体消能器进行高层结构风致振动控制设计时 调频液体消能器宜设置在结构顶部。当结构顶部根据建筑方案不能设置时,宜在结构可安装调频液体消能器的最高位置设置.当在结构上部设置单个调频液体消能器后仍不能满足结构风振控制要求时 可采用多重调频液体消能器设计方案。在结构多个不同的楼层同时设置调频液体消能器,调频液体消能器设计时。宜保证其振动频率与结构自振频率接近或相等,并应根据需要按照第一类调频液体消能器和第二类调频液体消能器分别设计。14。4、8,采用调频质量消能器控制高层结构的风致振动，其最优自振频率ωT1和最优阻尼比ξT1宜按下式确定。式中,ω1、结构第一自振圆频率、μT。调频消能器等效质量与结构预期控制振型的广义质量比值，常用取值范围为0，01，0.03、14。4,9，采用矩形水箱调频液体消能部件控制风致振动的高层结构.其自振频率ωT。阻尼比ξT和质量参与系数τT.宜按下式确定。式中，τT 矩形水箱调频液体消能器的质量参与系数.a，矩形水箱液体振动方向长度，h 水箱水深、D、矩形水箱位移幅值,γ,水箱中加滤网影响系数,水箱中加滤网时γ 1.不加滤网时γ.0，5.14 4、10、采用圆柱形水箱调频液体消能器控制高层结构的风致振动 其自振频率ωT，阻尼比ξT和质量参与系数τT。可按下式确定,式中，r，圆柱形水箱圆截面半径、R1，第一振型雷诺数。R1、ω1r2 v.其中v为流体黏滞系数,14.4 11、采用U型管水箱调频液体消能器控制高层结构的风致振动 其自振频率ωT，阻尼比ξT和质量参与系数τT,可按下式确定 式中。B,U型管水箱水平管长度 L。U型管水箱中液体总长，Wmax，U型管水箱中液体的最大流度.ξ0,U型水箱隔板或阐板阻尼系数,14 4.12，采用主被动混合调频质量消能器控制高层结构的风致振动、其行程反馈增益gd和相对速度反馈增益gv，宜分别按下式确定.gd mT。aAω1、2。kT 14、4，12，1 gv,2mT，aAω1,ζA，cT、14、4.12,2、式中 mT，控制系统总等效质量 按下式确定，其中,mi为高度Hi处第i个子控制系统的质量.φ1,Hi 为计算结构第1阶振型广义质量m1时所用归一化振型在Hi高度处的振型系数.kT。TMD系统的刚度，最优刚度kT。mTωT2，mT aTω1.2 cT TMD系统的阻尼系数.最优阻尼系数cT,2mTωTζT。2mT。aTω1,ζT ω1.结构第一阶自振频率,aA。主动调频质量消能器的名义最优调频比 按下式确定。ζA,主动调频质量消能器的名义最优阻尼比，按下式确定，ga。加速度反馈增益，由设计人根据控制要求和结构具体情况确定、14 4,13、速度相关型消能器应具有良好的抗疲劳性能.并应满足以下规定。1。对于黏滞消能器,以主体结构风振响应的主要频率为加载频率 以消能器在设计风荷载作用下最大位移为幅值进行往复循环加载试验4,3600。T次,T为主体结构基本周期、黏滞消能器的主要设计指标误差和衰减量应不超过15.同时黏滞消能器液体应不产生泄漏.对结构风振以第一振型为主的结构，可仅选取结构第一振型频率的0.75倍、1倍和1。25倍作为检测频率，2、对于黏弹性消能器.以主体结构风振响应的主要频率为加载频率、以消能器在设计静风荷载作用下的位移为平衡位置.消能器在设计风荷载作用下最大位移为幅值。以主体结构基本周期为加载频率，连续4小时进行往复循环加载试验、消能器的主要设计指标误差和衰减量应不超过15、14、4、14。调频消能器的力学性能应符合下列规定 1,第三方抽样检测20、的同一工程同一类型同一规格数量的调频消能器、并且应不少于2个,当只有1个的时候.取1个,2，对调频消能器的频率和阻尼比进行检测，检测合格率应为100 3。调频消能器的实测频率和实测阻尼系数与设计值的相对误差分别应小于5。和10,4.调频消能器的弹簧和阻尼元件疲劳性能不应发生由风荷载产生的疲劳破坏.若消能器各组件不满足疲劳强度要求。应更换、5。调频消能器的惯性质量行程限位等安全保护措施应进行非破坏性试验 验证其等效性和可靠性.6.调频液体消能器在安装完成后应检测水箱密闭性测试,并符合相关技术要求、14.4,15,主被动混合调频质量消能器的力学性能检测应符合下列规定，1.对于小型主被动混合调频质量消能器。安装前应进行组装试验，2.对于大型主被动混合调频质量消能器，安装前应进行比例模型试验,检验各种极端工况下消能器的控制性能 容错能力和可靠性。3 主被动混合调频质量消能器由若干子系统和零部件组成 应对每个子系统和零部件单独测试、并进行联合测试检验.应满足设计要求以及符合国家有关设备产品标准的相关规定、4，驱动装置供应商应提供产品的相关参数及使用说明。14、4.16.消能部件的设计使用年限不宜低于高层建筑结构的设计使用年限。当高层建筑结构的设计使用年限大于消能部件时、在消能部件达到其使用年限时应及时检测 重新确定其使用年限或更换.以满足设计使用年限要求,14,4，17、消能部件在建筑结构服役期间。应符合下列规定.1、消能部件不应作为承载主体结构重量的构件，2。在主体结构服役期内.消能部件应正常工作 各部件及其连接构件不应发生强度。疲劳破坏.3,应按本规程的相关要求 对消能部件及其部件进行常规检测。4、在经历超越设计风荷载的风振侵袭后,应对消能器及其连接部件进行检查。若发现消能部件损坏或振动控制系统工作异常，应进行振动控制系统维修、更换或加固。5 消能部件与主体结构之间应留有足够的空间、并采取防碰撞措施,在服役期内不应出现消能部件与主体结构发生碰撞的情况,14，4。18,消能器的设计 应便于检查 维护和替换。设计文件中应注明消能器使用的环境.检查和维护要求,