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案例:苏州国际金融中心超高层高压消防给水系统

2017-09-14 10:01来源:给水排水作者:王华星等关键词:给水系统供水系统给排水设计收藏点赞

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调谐液体晃荡阻尼器(TSD——Tuned Sloshing  Damper),其原理为在大楼顶部设置方形水池,通过液体在水池内与大楼形变方向一致的晃动与大楼的震荡形成90°相位差来吸能减震,示意见图4。TSD在美国北部应用较为广泛,如美国纽约Barclay大街10号,采用了170  t TSD水箱;阿联酋迪拜公主塔采用497 t TSD水箱。

在以往的工程案例中通常采用钢筋混凝土水池与TSD或TLCD协同设计,而在本项目中TSD则是与钢制装配水池相结合,这在世界上尚属首例。

2高位消防水池形式的确定

根据风洞试验提供的结果,依据建筑振形方向,本项目阻尼水池并非直接布置于芯筒上空,而是需要跨出芯筒区域,斜向布置。如图5所示,整个水池覆盖了93层机房顶及机房外的挑空区域,因此无法设置传统的钢筋混凝土结构水池。在与RWDI风洞实验室和结构设计师反复沟通后,最终确定采用装配式水箱作为阻尼水箱的本体,配合结构采用的TSD阻尼装置一起为建筑起到防火救援和消能减振的作用。

图5中无填充区域为91层屋面,斜线填充区域为92层机房层(即为核心筒范围)屋面,矩形填充区域为TSD平面位置。


3阻尼钢制装配水池的设计重点及难点

3.1水池有效水深的确定与TSD必要水深的协调

TSD水池的尺寸与大楼的高度、体量有重要的相关性。结构设计顾问对TSD水池模拟试验分析结果提出,为保证大楼达到设计减振效果,本项目TSD水池的理想尺寸为19  m(L)×16.5 m(W)×4.0 m(H),调谐水位需控制在1.72~2.61 m范围内。根据消防用水量计算,本项目高位消防水池的有效容积应大于540  m3,依据平面尺寸推算,水池有效水深应达到1.73 m。

考虑水池最低液位需淹没联通管(设置在水池侧底部)及消防水泵吸水总管管顶标高约0.4 m、水池超高报警液位高出有效液位0.05  m,则水池总水位应不低于1.73+0.4+0.05=2.18(m),理论上满足结构对调谐水位的控制要求,但最终的调谐水位需根据大楼建成后调谐水位实测值再进行分析计算调整。如果大楼建成后,经过实测后计算分析TSD的调谐水位为1.8  m(大于必要水深1.73 m+0.05 m),则需在水池底部增加挡板,挡板高度约为0.45 m,使此0.45 m高度的水在大楼晃动时保持相对静止,仅上部1.8  m深的水起到反向晃动从而达到减振的功能,此时总水深则为2.25 m。考虑到0.45 m的挡板高度高于0.4  m的最低液位,为保证最低液位的有效性,在挡板中心高度预留数个直径100 mm圆孔,并在挡板与水池底之间预留100 mm空隙。水池剖面示意见图6。


原标题:案例:苏州国际金融中心超高层高压消防给水系统
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