JGJ∕T 487-2020 (备案号 J 2848-2020)建筑结构风振控制技术标准.pdf
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1、UDC中 华 人 民 共 不口 国 行 业 标,履 J GJ/T 4 8 7 一2 020 备案号J 2 8 4 8 一 2 0 2 0 建筑结构风振控制技术标准T e c h n i c a l s t a n d a rd fo r c o n t ro l o f b u i l d i n g v i b ra t i o nwi t h wi n d l o a d2 0 2 0 一 0 6 一 2 9 发布2 0 2 0 一1 1 一 0 1 实施中华人民共和 国住房和城 乡建设部发 布中华人民共和国行业标准建筑结构风振控制技术标准Tec h n i c al stan d a 记
2、fo r c o n 加1 of b u i ld i n g v i b rati o n 衍th w indfoadJ GJ/T 4 8 7 一2 0 20批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期:2 0 2 0 年1 1 月1 日中国建筑工业出版社2020北京中华人民共和国住房和城乡建设部 公告2 0 2 0 年第 1 4 5 号住房和城乡建设部关于发布行业标准 建筑结构风振控制技术标准的公告 现批准 建筑结构风振控制技术标准为行业标准,编号为J GJ/T4 8 7 一2 0 2 0,自2 0 2 0 年1 1 月 1日 起实施。本标准在住房和城乡建设部门户网站(www.moh
3、ur )公开,并由住房和城乡建设部标准定额研究所组织中国建筑出版传媒有限公司出版发行。中华人民共和国住房和城乡建设部 2 0 2 0年 6 月 2 9日前 、曰 根据住房城乡建设部 关于印发(2 0 1 3 年工程建设标准规范制订、修订计划)的通知(建标 2 0 1 3 6号)要求,标准编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,编制了本标准。本标准主要技术内容是:1总则;2术语和符号;3基本规定;4 风荷载;5 粘滞和豁弹性阻尼器的风振控制;6调谐阻尼器的风振控制;7主被动混合调谐质量阻尼器的风振控制;8风振控制系统抗震设计。本标准由住房
4、和城乡建设部负责管理,由哈尔滨工业大学负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送哈尔滨工业大学(地址:哈尔滨南岗区黄河路 73 号哈尔滨工业大学土木工程学院3 0 9 室,邮编:1 5 0 0 9 0)。本 标 准 主编 单 位:哈尔滨工业大学 本 标 准 参 编 单 位:大连理工大学 同济大学 哈尔滨工业大学(深圳)广州大学 香港城市大学 北京工业大学 北京市建筑设计研究院有限公司 中国建筑科学研究院有限公司 中国电子工程设计院有限公司 中国建筑西南设计研究院有限公司 悉地国际设计顾问有限公司 本标准主要起草人员:欧进萍 李 惠 张东显 金新阳宇军娄滕 陈文礼 郭安薪 杨蔚彪
5、间维明本标准主要审查人员:徐建 李盛勇 段元锋关新春郁银泉张令心肖仪清谭平傅学怡李芦钮梁枢果徐赵东李秋胜赖马树金谢壮宁李寿英明远斌顾冯吴目次总则2 术语和符号9自月任2。12。2术语符号3 基本规定 6 3.1 一般规定 6 3.2结构 风 振 控 制 响 应 计 算 7 3.3 风振控制系统设计要求 1 0 3.4风 振 控制 系 统 检 验 n4 风荷载 12 4.1 一般规定 1 2 4.2 顺风向风振的等效风荷载 1 3 4.3 横风向和扭转风振的等效风荷载 16 4.4 顺风向脉动风荷载 。1 95 勃滞和豁弹性阻尼器的风振控制 21 5.1 一般规定 。,.2 1 5.2 阻尼力模
6、型 2 1 5.3 设计要点 2 3 5.4 检验 2 5 5.5 连接与安装 ,2 76 调谐阻尼器的风振控制 28 6.1 一般规定 2 8 6.2调 谐 阻 尼 器 力 学 参 数 2 8 6.3 设计要点 3 1 6.4 检验 。3 6.5连接与安装 3 47 主被动混合调谐质量阻尼器的风振控制 36 7.1 一般规定 3 6 7.2 设计规定 3 6 7.3 检验 4 3 7.4安 装 与 验 收 要 求 4 48 风振控制系统抗震设计 45本标准用词说明 46引用标准名录 47附:条文说明 Co n t e n t sGe n e r a l P r o v i s i o n s
7、T e r ms a n d S y mb o l s9曰月任2.12.2Te l l l l s 5 叨 爪 hals3 B asicRequirements 。6 3.1 General R equi rem ents 6 3.2 C a l c u l a t i o n o f Con t rol l ed S t r u c t u r a l R e s pon s e s S u bj e c t t o Wi nd Lo ad 。.7 3.3 Des i g n R e q u i r e m e n t s o f Wi n d-i n d u c e d S t r u c
8、 t u r a l V i b ra t io n Control S yst em 10 3.4 T e s t i n g o f Wi n d-i n d u c e d Str u c t u ral V i b r a t i o n Co n t rol S yste m n4 Wi n dL o a d 1 2 4.1 G e n e ra l R e q u ir e me n ts 1 2 4.2 E q u i v a l e n t Wi n dl 刀 a d for S t r u c t u ra l A l o n g-w i n d D i r e c t i
9、o n V i b ra ti o n ,.1 3 4.3 Equ i v a l e n t Wi nd LO a d for S t r u c t u ra l C ro s s-w i nd 压r e c t i o n a n d T o r si o nal Vi b r a ti o n .1 6 4.4 F l u c t u a t i 眼 Wi n d Loa d o f A l o n g w i n d D i r e c t io n 1 95 W i n d 一 i n d u c e dS t r u c t u r a l Vi b r a t i o nC o
10、 n t r o 1 B a s e do n Vis c o u s a n d Vis c。一 el a st ic D a mp e r 2 1 5.1 G e n e r al R equ ir e m e n ts 2 1 5.2 Da m p in g For c e Mo d el 2 1 5.3 De si g n S p e ci fi c a ti o n 2 3 5.4 T e s ti n g ,2 5.5 C o n nect io n a n d In st al la ti o n .2 76 Wi n d-i n d u c e dS t r u c t u r
11、 a l Vi b r a t i o nC o n t r o l B a s e d 。nT u n e dMass/Liq ui dD a mp er 2 8 6.1 G e n e ra l R e q ui re m e nt s 。2 8 6.2 Me c h a n i c a l P a r a me t e r S o f T u n e d Ma s s/1 才 i q u id Dam p e r 2 8 6.3 Desi g n S peci fi cati o n 3 1 6.4 T esti n g 3 4 6.5 C o n n e ction a n d I n
12、 stall ation 3 47 Wi n d 一 i n d u c e dS t r u c t u r a l Vi b r a t i o nC o n t r o l B a s e d o n A c t i v e-P a s s i v e H y b r i d T u n e d Ma s s D a mp e r 3 6 7.1 G e nera l R eqni rem entS 3 6 7.2 Desi g n S p ecifi cati o n 3 6 7.3 T esti n g 4 3 7.4 I n s t a l l a t i o n a n d A
13、c c e p t a n c e R e q u i r e me n t s 4 48 S e is m i c R e s is t a n c e D e s i g nR e q u i r e m e n t s f o r Wi n d V ibra ti o n C o ntrol S y st e m 4 5E x P l a n a t i o n o f Wo r d i n g i n T h is S t a n d a r d 4 6L is t o f Qu o t e d S t a n d a r d s 4 7A p p e n di x:E x p la
14、n at io n of P rovi si o n s 4 1 总则1.0.1 为减小建筑结构风致振动,提高结构安全性、适用性和舒适性,正确利用振动控制技术,做到技术先进、经济合理、安全适用、保证质量,制定本标准。1.0.2 本标准适用于新建和既有建筑结构风振控制系统的设计、检验和安装;不适用于大跨屋盖结构。1.0.3 结构风振控制系统可兼用于结构抗震控制;当兼用于结构抗震控制时应同时满足结构抗风和抗震设计要求。1.0.4 建筑结构风振控制系统的设计、检验和安装,除应符合本标准外,尚应符合国家现行有关标准的规定。2 术语和符号2.1 术语2.1.1 被控结构c o n t r o l l e
15、 d S t r u c t u r e安装了风振控制系统的建筑结构。2.1.2 风振控制系统 初皓i nduced st ruct ural vi bration c o n t IDI S ys-安装在被控结构上为结构提供控制力、增大结构阻尼或改变结构刚度从而减小结构风振响应的元件和装置。2.1.3 结构风振控制体系 c o mbi n e d s y s t em o f c o n t ro l l ed b u il d i呢s t r u c t u r e s a nd 初n d-in d u c ed vi b ra t io n con t rol s 邓 t em 被控结构
16、与风振控制系统构成的体系。2.1.4 设计风荷载 d e s i g n e d w i n d lo a d 被控结构在进行风振控制设计和风振响应验算时所使用的风荷载,包括等效风荷载和风荷载时程。2.1.5 附加阻尼比 a d d i t i o n d a m i n g r a t i o 将风振控制系统减振作用等效为增加被控结构阻尼比时,计算得到的风振控制系统提供给被控结构的阻尼比。2.1.6 等效风荷载 e q u iv a l e n t w i n d l o a d 计人风振控制系统给被控结构提供附加阻尼比影响的等效风荷载标准值。2.1.7 赫滞阻尼器v i s c o u s
17、 d a m p e r 通过阻尼器内部勃滞液体运动产生阻尼、消耗结构振动能量的一种速度相关型阻尼器。2.1.8 私弹性阻尼器 v i s c o 一 e la s t i。d a m p e r 通过勃弹性材料的剪切变形产生阻尼、消耗结构振动能量的一种速度相关型阻尼器。2.1.9 调谐阻尼器t u n e d m a s s/l i q u i d d a m p e r 指通过与结构形成共振从而吸收和耗散结构振动能量,减小结构风振响应的控制系统,包括调谐质量阻尼器和调谐液体阻尼器。2.1.1 0 调谐阻尼器有效质量e f f e c t i v e ma s s o f t u n e d
18、 m a s s/l i q u i d d a m p e r 调谐阻尼器质量中参与振动从而吸收和耗散被控结构振动能量的那一部分质量。2.1.1 1 主被动混合调谐质量阻尼器a c t i v e-p a s s iv e h y b r i dt u n e d ma s s d a mP e r 由被动调谐质量阻尼器和主动驱动控制装置共同组成的风振控制系统。2.1.1 2 主动控制算法a c t i v e c o n t r o l a l g o r i t h m 以结构响应信息或荷载实时信息为输人,在线实时确定结构主动控制力的算法。2.1.1 3 风振控制系统位移设计值d e s
19、 ig n e d d is p la c e me n t o fw i n d 一 i n d u c e d s t r u c t u r a l v ib r a t io n c o n t r o l s y s t e m 根据设计风荷载计算并考虑安全系数放大得到的风振控制系统最大位移。2.1.1 4 风振控制系统速度设计值d e s i g n e d v e l o c i t y o f win d-i n d u c e d s t r u c t u r a l v i b r a t i o n c o n t r o l s y s t e m 根据设计风荷载计算
20、并考虑安全系数放大得到的风振控制系统最大速度。2.1.1 5 风振控制系统控制力设计值d e s i g n e d c o n t r o l f o r c e o fw i n d-i n d u c e d s t r u c t u r a l v i b r a t i o n c o n t r o l s y s t e m 根据设计风荷载计算并考虑安全系数放大得到的风振控制系统最大控制力。2.1.1 6 风振控制系统位移允许值a l l o w a b l e d i s p l a c e m e n t o fwi n d 一 i n d u c e d s t r u
21、c t u r a l v i b r a t i o n c o n t r o l s y s t e m 风振控制系统能够允许承受的最大位移。2.1.1 7 风振控制系统速度允许值a l l o w a b le v e l o c i t y o f win d-i n d u c e d s t r u c t u r a l v ib r a t io n c o n t r o l s y s t e m 风振控制系统能够允许承受的最大速度。2.1.1 8 风振控制系统控制力允许值a l l o w a b l e c o n t r o l for c e o fwi n 手i
22、 n d u c e d s t r u c t u r a l v i b r a t i o n c o n t r o l s y s t e m 风振控制系统能够允许承受的最大控制力。2.2 符号2.2.1 风荷载与风振参数 R 被控结构顺风向风振共振因子;R L 被控结构横风向风振共振因子;尺 T 被控结构扭转风振共振因子;叭被控结构顺风向等效风荷载标准值;wl.k 被控结构横风向等效风荷载标准值;双 行 k 被控结构扭转风振的等效风荷载标准值;几 被控结构顺风向风振系数;。DI 被控结构第一阶顺风向振动圆频率;。L I 被控结构第一阶横风向振动圆频率;。1 被控结构第一阶扭转振型圆
23、频率。2.2.2 结构参数 C 被控结构的阻尼阵矩阵;M-一 被控结构的质量阵矩阵;。被控结构自振圆频率;分 一 一 一 被控结构阻尼比;氛 包括风振系统提供阻尼的被控结构顺风向第一阶振型 等效总 阻尼比。2.2.3 风振控制系统参数 c T 调谐阻尼器阻尼系数;c v 勃滞和豁弹性阻尼器给被控结构附加的等效线性阻尼 系数;凡风振控制系统控制力;凡m 风振控制系统控制力设计值;k T 调谐阻尼器刚度;kv钻滞和勃弹性阻尼器给被控结构附加的等效线性 刚度;m T 调谐阻尼器的质量;召 T 调谐阻尼器有效质量与被控结构预期控制振型广义质 量的比值;。T 调谐阻尼器自 振圆频率;蔚调谐阻尼器阻尼比;
24、蕊 风振控制系统为被控结构提供的附加阻尼比。3 基 本 规 定3.1 一 般 规 定3.1.1 风振控制技术宜按下列规定选用:1 勃滞和砧弹性阻尼器宜用于层间相对位移和相对速度较大的被控结构;2 赫弹性阻尼器宜用于阻尼器使用温度变化范围较小的被控结构;3 调谐阻尼器宜用于阻尼比较小的被控结构;4 主被动混合调谐质量阻尼器宜用于对结构风振减振效率要求较高的被控结构。3.1.2 风振控制系统宜根据减振要求沿结构两个主轴方向分别设置,平面布置不宜使结构产生扭转响应。3.1.3 风振控制系统竖向布置位置,宜根据被控结构振动特征和所采用的振动控制技术特点优化确定。3.1.4 风振控制系统安装位置应便于检
25、查、维修和更换。3.1.5 风振控制系统应符合下列规定:1 在风荷载标准值作用下风振控制系统应正常工作,其部件不应发生强度破坏;2 在被控结构服役期内风振控制系统部件不应发生疲劳破坏;风振控制系统在风荷载标准值作用下,应能连续工作 4h 不发生疲劳破坏;当风振控制系统不能满足疲劳强度要求时,应能更换;3 风振控制系统不应承受结构自 重;4 在风荷载标准值作用下,风振控制系统部件不应与结构构件发生碰撞,并宜采取防碰撞措施。3.1.6 被控结构风振响应验算应符合下列规定: 1 采用等效风荷载法计算应考虑风振控制系统附加阻尼比的影响;2 风振控制系统与被控结构连接构件的设计应考虑风振控制系统传递的控
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