泰勒公司直接安置的阻尼器抗风工程-深圳赛格抗风控制

   5月18日，深圳超高层建筑赛格大厦突然出现不明振动，引起广泛关注。《深圳市福田区华强北街道赛格广场大厦摇晃的情况报告（续报二）》显示，省市专家认为，大厦晃动的原因是多种因素耦合，主要是风的影响，还有地铁运行和温度的影响。

   目前主要的观点及采取的措施有：

   1、 深圳赛格大厦系上下震颤而不是左右摆动；

2、 造成震颤的原因是多种因素耦合，主要是风的影响，还有地铁运行（两条地铁从楼下经过）和温度的影响（近两天气温升高，温差达8度，对钢结构影响大）；

3、 租户拆除神臂桁架的腹杆；

4、 后因有晃动减半了顶层凸起的塔尖；

5、 经专家现场踏勘和会商研判，赛格大厦主体结构是安全的，内部结构坚固，各种附属设施完好。

   但无论如何，大家都认识到，大厦没安装阻尼器的现象，在现有很难找到确切起因的情况下，迅速安装合适的抗风阻尼器是必走之路。

当然，都没我们称为抗风阻尼器的主要有四种：

1) 粘弹性阻尼器，如美国世贸中心大楼等（已不大用）；

2) TMD或TLD；

3) AMD （无论我国和世界各国都不大采用）

4) 直接安置液体粘滞阻尼器，这也是我们主要介绍的类型。

考虑到民众和领导对这一工程的陌生我们将另文进行科普教育。

1. 美国泰勒公司阻尼器抗风工程介绍

   美国泰勒阻尼器已完成的500多个建筑工程项目中，超高层抗风工程24个；在深圳我们已完成设计正在施工/招标的工程2个，4栋大厦。 

泰勒公司阻尼器直接安置抗风减振的工程案例

2. 泰勒阻尼器在CTBUH大会上的项目介绍

   稍微介绍一下国际上的发展，2015年5月19日在芝加哥，伊州理工大学（CTBUH总部）内召开了CTBUH（高楼与都市住宅委员会）新的研究课题“高层建筑上更安全、更舒适的可行性--阻尼技术研究”的首次阻尼器的专业会议。大会邀请了泰勒公司（唯一的阻尼器生产厂家）介绍阻尼器在建筑结构上的应用。本次大会上，我们介绍了我们在国内完成的六个高层建筑阻尼器抗震、抗风工程，并被收录在会后出版的《Damping Technologies for Tall Buildings》书籍中。

  其中银泰中心和天津国贸都是以抗风为主的工程，都使这两座楼的舒适度达到设计规范的要求。

3. 泰勒阻尼器对深圳5个超高层项目的抗风计算介绍

    从2015年以来我分别应深圳不同设计院的要求对深圳五栋高楼进行了抗风计算。 这五栋高层建筑都可以利用不多的阻尼器达到很好的减振目的。 后因不同的原因这五栋都没有安置。但计算的结果也可以供大家参考。

3.1 深圳地铁前海湾项目

    结构概况：

    钢筋混凝土框架剪力墙-型钢混凝土柱混合结构，67层，高252.9米，主要为50年重现期风荷载下，结构Y向层间位移角不满足要求。

    共24套阻尼器的减振效果：

3.2 深圳蛇口超高层住宅

    结构概况：

    钢管混凝土柱-钢框架结构，78层，高261.6米，主要为10年重现期风荷载下，结构加速度，即舒适度不满足要求。

    64套阻尼器减振效果：

顶点加速度减震效果

3.3 深圳深湾汇云中心

    工程概况：

结构属钢筋混凝土框架剪力墙体系，地上79层，地下4层，共83层，结构地上总高346.2m，属超高层建筑。将各剪力墙在原来基础上均减薄100mm，然后对新结构进行减震分析。结构周期6.8s。在3个加强层布置24套套索支撑液体黏滞阻尼器，来查看阻尼器的减振效果。

    24套阻尼器减振效果：

10年风荷载作用下，附加阻尼比在2%以上；顶点加速度减震率30%以上。

多遇地震作用下，附加阻尼比在1%以上。 

阻尼器减震效果汇总

3.4 深圳前海国际T1办公楼

   结构概况：

61层超高层建筑，281.2M高，地下四层。结构第一振型周期7.13s 带腰桁架的巨型框架核心筒结构体系。外框架柱采用8根型钢混凝土柱贯穿全楼层。在53、44、33、22及11层5个楼层外框架柱之间设置环形桁架连接，其中53层仅在Y向设置桁架。

32套阻尼器减振效果：

阻尼器方案选择在加强层跨核心筒及外框架柱钢梁上进行剪刀撑布置，共计32套阻尼器。10年重现期风荷载下抗风顶点加速度减振可达X-40%，Y-30%，附加阻尼比X-6%，Y-4.5%。50年重现期风荷载下层间位移角可控制在规范要求范围之内，减振可达X-19%，Y-9.4%，附加阻尼比X-4.5%，Y-3.5%。

32套阻尼器风振减振情况汇总表

 3.5 深圳市金地大百汇

多遇地震作用下，附加阻尼比在1%以上。结构高度350m，74层，结构类型为框架核心筒结构。结构基本周期6.58s(X)，5.82s(Y)。

    159个阻尼器减振效果：

减振前部分楼层加速度峰值列表

 4. 深圳恒裕金融中心阻尼器抗风性能测试及验证

为了达到结构抗风、提高舒适度的目的，常用的使用阻尼器减振的办法有两种：一种是采用调谐质量阻尼器（TMD）来进行减振，另一种则是直接采用液体黏滞阻尼器。前者通过在结构上的合理安置，增加结构阻尼比，使结构加速度反应降低、以满足其舒适度的要求。而后者则在工程上有着更多的应用。此外，阻尼墙和调谐液体阻尼器（TLD）等装置也可用于结构以抵抗风致荷载。如今越来越多的结构工程师已经考虑通过设置液体黏滞阻尼器来减少结构的振动，并已有许多工程实例，一些安装了阻尼器的建筑结构已经通过了大风的考验和认证。

需要说明的是，在结构微小的振动速度（如：2mm/sec）下，只有高质量的液体黏滞阻尼器才能响应，并提供很小的动力荷载，起到减振作用。在以往的工程案例中，北京银泰中心、天津国际国贸中心，以及美国的波士顿亨廷顿111 大楼等工程均采用了世界阻尼器中最先进的液体黏滞阻尼器减振技术，很好的提高了结构的舒适度，达到了设计规范的要求。

恒裕深圳湾——恒裕金融中心城市综合体东塔，坐落于深圳南山后海金融区，为250米超高层双塔结构，总建筑面积410547.74m2。 在以魏琏为首的力鹏公司指导下，为了保证居住的舒适性，在建筑的避难层上共设置了72套（1500kN,±50mm）美国泰勒公司的液体黏滞阻尼器进行风振控制，根据计算结果，安全满足大厦设计需求。并对阻尼器进行了抗风专项测试：摩阻力测试、功率测试、小位移测试、精度测试，所有测试未出现明显可见的物理学损伤、结构损害、屈服、退化、粘结、永久变形或液体泄漏的迹象。

“深圳恒裕金融中心液体黏滞阻尼器抗风性能验证项目及测试案例”

将在《建筑结构》上登载。

为了验证阻尼器在结构抗风上的实际作用，我们对恒裕金融中心进行阻尼器安装前后的测试数据对比，主要是对比结构的加速度和阻尼比。通过实测数据对比，详细说明安装阻尼器后对结构的抗风作用。这应该也是世界首次对超高层建筑进行检测对比。这项工作我们正在进行中，欢迎大家去参观。

5. 深圳赛格大厦抗风控制建议

根据我们的多年对超高层抗风的计算及工程实例等多方总结的经验，建议深圳赛格大厦安置抗风阻尼器，通过严格的计算分析，仅在几个加强层一定数量的液体粘滞阻尼器，应该可以解决大楼晃动问题。

在选择产品的时，必须有严格的符合要求的测试报告，只有把关产品质量，才能真正解决大楼的晃动问题。

另外，

1) 建议重新测试，补测结构在地铁运行引起的实际的振动、结构在晃动时的顶点三维加速度和速度；

2) 找到当时的设计计算时的ETABS模型及风洞试验报告，提供给我们进行快速计算；

3) 我们拿到模型后，将于一周内力争计算出初步结果；

4) 如果合适，两周内先借用我们为其他项目准备的阻尼器进行初步安装并测试。

说明一点， 尽管结构是安全的， 但这种每天都会发生的晃动，都大楼里工作的人产生的不安全感， 对于需满足规范的重要建筑，这都是不能允许的。