顶部设置水箱的高层建筑结构控震分析

摘要

高层建筑常在其顶部设置突出屋面的水箱，虽然满足使用功能方面的需要，然而在结构顶部设置质量较大的水箱对抗震是十分不利的。本文介绍了结构地震反应的分析方法、调频液体阻尼器的基本原理以及液体-固体耦合的基本理论。利用新兴的建筑结构减控震思想，主要探讨了高层建筑结构顶部设置水箱对结构的控震作用，开展水箱的设置对结构的地震影响研究，论述了高层顶部设置水箱结构的抗震研究进展。
　　 为了研究顶部设置水箱的高层建筑结构的控震性能，结合实际工程，探讨了水箱体积、水箱数量和水箱底与结构顶部的连接方式(刚性连接或支座连接)对结构的控震影响。计算出各工况的动力特性，内力及变形，分析水箱的控震性能。研究表明：(1)屋顶水箱，即调频液体阻尼器(TLD)对结构有一定的控震影响；(2)结构顶部较大体积水箱比小体积水箱控震性能好；(3)在水箱总体积相等时，设置单水箱的控震性能比设置双水箱的控震性能好；(4)设置支座连接比刚性连接的水箱，其控震性能更好。模型中设置非线性连接支座的时程分析结果表明：在罕遇地震下，支座的设置能明显提高水箱的控震性能。
　　 这对水箱结构的抗、控震研究以及实际工况应用具有一定的参考价值。