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结构振动控制系统通常分为4种,见图1。在建筑设计中被广泛应用的主要是被动控制技术,即不需要提供动力,仅靠建筑物晃动时阻尼器晃动与建筑物的晃动形变形成90°相位差,以纠正调整建筑物形变位移。被动控制从控制机理上可分为基础隔震、消能减震和吸能减振3种体系。其中,应用最广泛的吸能减振阻尼器又分为调谐质量阻尼器(TMD)、调谐液体晃荡阻尼器(TSD)及调谐液柱阻尼器(TLCD)3类。
调谐质量阻尼器(TMD——Tuned Mass Damper),通常为金属质量块,通过缆绳、液压杆等与建筑本体连接。TMD在建筑内运用较为广泛,如上海中心采用1 000 t TMD、台北101采用660 t TMD(见图2)、美国纽约莱克星顿大道731号采用600 t TMD等。其中上海中心、台北101的TMD还作为观光使用。本项目在前期消防水系统设计为临时高压串联给水系统时,结构采用的也是TMD。
调谐液柱阻尼器(TLCD——Tuned Liquid Column Damper),通常设置在平面为长方型的建筑屋顶,水池平面亦呈长方形,其长边平行于建筑短边。长方平面建筑中,与短边平行方向的振幅大于长边方向的振幅,因此与短边平行的方向为大楼的最不利方向。如图3所示,TLCD水池内水体呈U型,在大楼晃动的过程中,水池靠U型液柱两端的液位差来降低建筑的振幅。TLCD在超高层中的应用有:美国纽约兰登书屋(Random House)采用700 t TLCD;美国费城One Penn广场采用1 180 t TLCD;国内在建的广州珠江新城F2-4超高层项目采用的有效容积560 m3高位消防水池与结构阻尼结合的设计也是TLCD的一种。
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