黃 劍，顧 明

(同濟(jì)大學(xué) 土木工程防災(zāi)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200092)

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，世界各國(guó)正在興起建設(shè)大量的超高層建筑。建筑高度的增加將導(dǎo)致作用在建筑上部的風(fēng)速增加，同時(shí)上部較高的風(fēng)速仍存在較高的湍流［1］;此外，超高層建筑在風(fēng)作用下會(huì)產(chǎn)生分離及旋渦脫落。這些原因?qū)е赂邔咏ㄖ惺芎艽蟮娘L(fēng)荷載。再加上建筑自振周期大、阻尼小，風(fēng)振響應(yīng)將特別顯著，常常影響到結(jié)構(gòu)的安全性和舒適性［2］。超高層建筑風(fēng)荷載和效應(yīng)的控制一直是結(jié)構(gòu)風(fēng)工程領(lǐng)域關(guān)注的方向。

目前工程實(shí)際中常采用氣動(dòng)措施和安裝輔助阻尼系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行超高層建筑的風(fēng)荷載和效應(yīng)控制。所謂氣動(dòng)措施一般是指，在建筑方案設(shè)計(jì)階段，通過(guò)建筑模型風(fēng)洞試驗(yàn)確定優(yōu)化氣動(dòng)外形，以達(dá)到降低風(fēng)荷載和響應(yīng)的目的。而輔助阻尼系統(tǒng)方法則是在建筑物的適當(dāng)位置上設(shè)置適當(dāng)?shù)淖枘崞?，以增加建筑物的等效阻尼，從而達(dá)到降低結(jié)構(gòu)風(fēng)致振動(dòng)的目的。顯然，輔助阻尼系統(tǒng)方法僅能控制建筑結(jié)構(gòu)的風(fēng)致振動(dòng)，而氣動(dòng)措施可以從根源上降低風(fēng)荷載，除了控制建筑物的風(fēng)致振動(dòng)外，還可以控制建筑結(jié)構(gòu)的靜風(fēng)載效應(yīng)(靜力變形等)以及局部風(fēng)荷載(比如降低玻璃幕墻的風(fēng)荷載)，因而其控制范圍更廣。

開(kāi)展超高層建筑風(fēng)荷載和效應(yīng)控制的研究對(duì)結(jié)構(gòu)風(fēng)工程具有重要意義，對(duì)指導(dǎo)建筑師和結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計(jì)高層建筑具有重大的工程應(yīng)用價(jià)值。本文總結(jié)了各種氣動(dòng)措施對(duì)超高層建筑橫風(fēng)向、順風(fēng)向、扭轉(zhuǎn)方向荷載和效應(yīng)控制以及局部風(fēng)壓控制的研究現(xiàn)狀，簡(jiǎn)要介紹輔助阻尼系統(tǒng)控制超高層建筑風(fēng)致振動(dòng)的研究現(xiàn)狀，給出了氣動(dòng)措施和輔助阻尼系統(tǒng)措施在典型超高層建筑的風(fēng)荷載和效應(yīng)控制的實(shí)例，最后提出了今后相關(guān)研究中值得關(guān)注的問(wèn)題。

1 控制超高層建筑風(fēng)荷載和效應(yīng)的氣動(dòng)措施

對(duì)于典型超高層建筑，風(fēng)荷載可以分為三個(gè)方向的分量:順風(fēng)向、橫風(fēng)向和扭轉(zhuǎn)方向。順風(fēng)向風(fēng)荷載主要是由迎風(fēng)面和背風(fēng)面壓力脈動(dòng)產(chǎn)生的，并受來(lái)流湍流的影響;橫風(fēng)向風(fēng)荷載主要由剪切層分離產(chǎn)生的旋渦脫落引起;扭轉(zhuǎn)方向風(fēng)荷載是由于建筑表面壓力分布的不對(duì)稱(chēng)引起［3］。采用氣動(dòng)措施可影響流場(chǎng)，以?xún)?yōu)化結(jié)構(gòu)順風(fēng)向、橫風(fēng)向和扭轉(zhuǎn)方向的荷載。此外，該方法對(duì)局部風(fēng)壓也有控制效果。

氣動(dòng)措施主要包括平面措施(選擇合理橫截面形狀、角部處理)、立面措施(錐度化、臺(tái)階縮進(jìn)、截面旋轉(zhuǎn)、開(kāi)洞處理)、設(shè)置擾流器等。

1.1 平面措施

1.1.1 建筑橫截面形狀

掌握常見(jiàn)截面形狀建筑的風(fēng)荷載和響應(yīng)的特性可對(duì)如何選擇合適的氣動(dòng)外形提供參考。

Hayashida等［4-5］對(duì)具有相同面積、高度和密度的正方形、Y形、三角形、圓形截面超高層建筑分別進(jìn)行了高頻測(cè)力天平試驗(yàn)和剛性模型測(cè)壓試驗(yàn)。研究表明:① 各風(fēng)向角最大橫風(fēng)向位移從大到小依次是正方形、圓形、Y形和三角形截面建筑;② 各建筑阻力系數(shù)功率譜形狀相同;正方形、三角形、圓形截面建筑在某些風(fēng)向角下，升力系數(shù)譜有較陡的峰值，Y形截面建筑在各風(fēng)向角下沒(méi)有明顯峰值;③ 隨著風(fēng)速的增加，各建筑順風(fēng)向和橫風(fēng)向響應(yīng)增加，且橫風(fēng)向增加幅度較大。一定風(fēng)速下，方形和圓形截面建筑會(huì)產(chǎn)生橫風(fēng)向渦激共振。

顧明等［6-9］對(duì)方形、矩形、三角形及Y形等10個(gè)典型的超高層建筑模型進(jìn)行了細(xì)致的剛性模型測(cè)壓試驗(yàn)。研究表明:① 三角形和Y形建筑表面風(fēng)壓系數(shù)小于方形和矩形建筑;② 矩形建筑長(zhǎng)邊迎風(fēng)時(shí)，升力和扭矩系數(shù)譜均表現(xiàn)出很強(qiáng)的旋渦脫落特征;短邊迎風(fēng)時(shí)，升力和扭矩系數(shù)譜的頻帶明顯變寬，峰值頻率降低;③ 三角形建筑升力的能量最小，Y形建筑次之。各建筑扭矩的能量都較小。

Lin等［10］對(duì)9種不同尺寸長(zhǎng)方形截面超高層建筑進(jìn)行剛性模型測(cè)壓試驗(yàn)。作者指出，在特定厚寬比下(約0.63)，順風(fēng)向風(fēng)力系數(shù)平均值和均方根值、橫風(fēng)向風(fēng)力譜峰值和橫風(fēng)向互相關(guān)系數(shù)達(dá)到最大值;厚寬比大于這一數(shù)值后上述值減小。

Lam等［11-12］對(duì)不同凹口尺寸的H形截面超高層建筑進(jìn)行了高頻測(cè)力天平試驗(yàn)研究。研究發(fā)現(xiàn):① 多數(shù)風(fēng)向角下，建筑橫截面凹口的尺寸幾乎不改變順風(fēng)向基底彎矩的平均值和脈動(dòng)值;② 當(dāng)風(fēng)向角正對(duì)于凹口時(shí)，建筑橫風(fēng)向脈動(dòng)基底彎矩幅值明顯減小;③ H形截面建筑的脈動(dòng)扭矩顯著增大;④ 截面凹口的寬度對(duì)于氣動(dòng)力起到了控制作用，深度的影響則相對(duì)較小。

一些研究人員［13-15］將風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)選擇建筑外形及風(fēng)環(huán)境參數(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中已有的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，給出風(fēng)荷載和效應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果，為超高層建筑的舒適性判斷和結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)提供參考。

綜上所述，方形和圓形截面超高層建筑由于旋渦脫落比較顯著，容易產(chǎn)生橫風(fēng)向渦激共振;當(dāng)建筑迎風(fēng)面較寬時(shí)順風(fēng)向風(fēng)荷載較大;截面寬厚比較大和平面不規(guī)則的超高層建筑(如寬厚比較大的長(zhǎng)方形、橢圓形、三角形、Y形、H形、L形截面)的扭轉(zhuǎn)方向脈動(dòng)風(fēng)荷載較大;三角形和Y形截面建筑表面的風(fēng)壓系數(shù)較小。值得注意的是，對(duì)于圓形和橢圓形等具有曲面形式的超高層建筑，在進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)應(yīng)考慮雷諾數(shù)效應(yīng);不同形狀超高層建筑的截面剛度不同，需考慮其在靜力和動(dòng)力風(fēng)荷載作用下的響應(yīng)，以滿(mǎn)足正常使用極限狀態(tài)的相關(guān)規(guī)定。

1.1.2 角部處理

角部處理是通過(guò)修改截面角部形狀來(lái)優(yōu)化高層建筑的氣動(dòng)力特性，常用的角部處理形式有切角、凹角、圓角。Shiraishi等［16］為研究凹角尺寸對(duì)長(zhǎng)方形棱柱氣動(dòng)力性能的影響，進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn)和水洞試驗(yàn)。作者指出:① 當(dāng)凹角尺寸a為長(zhǎng)方形短邊邊長(zhǎng)D的2/18和3/18時(shí)，阻力系數(shù)減小到原長(zhǎng)方形棱柱的一半;②當(dāng)凹角尺寸較小(a/D=2/18)時(shí)，升力系數(shù)明顯減小，馳振臨界風(fēng)速顯著提高，不會(huì)產(chǎn)生橫風(fēng)向氣動(dòng)失穩(wěn);隨著凹角尺寸的增加，馳振臨界風(fēng)速呈減小趨勢(shì)，橫風(fēng)向氣動(dòng)不穩(wěn)定性又會(huì)出現(xiàn);③ 通過(guò)水洞試驗(yàn)觀察旋渦的脫落形態(tài)。當(dāng)凹角尺寸較小(a/D=1/18～3/18)時(shí)，來(lái)流前緣分離的剪切層靠近棱柱的側(cè)面，尾流寬度顯著減小;當(dāng)a/D=2/18時(shí)，效果最明顯，剪切層在棱柱側(cè)面再附;當(dāng)a/D＞3/18時(shí)，會(huì)導(dǎo)致再次分離，尾流變寬。作者將研究成果用于實(shí)際斜拉橋橋塔的截面設(shè)計(jì)，顯示出良好效果。

Tamura等［17］研究了方柱、切角和圓角方柱在不同來(lái)流湍流下的氣動(dòng)特性，揭示了風(fēng)荷載減小的機(jī)理。研究表明:① 切角和圓角可使分離的剪切層更靠近方柱側(cè)面，使尾流寬度變窄，從而減小順風(fēng)向荷載;② 圓角方柱比方柱和切角方柱更容易發(fā)生分離流的再附，能很大程度地減小了橫風(fēng)向脈動(dòng)風(fēng)荷載。

Gu等［18］采用高頻天平測(cè)力技術(shù)對(duì)15個(gè)典型截面超高層建筑模型進(jìn)行了橫風(fēng)向氣動(dòng)力研究。作者指出，凹角和切角能有效減少橫風(fēng)向基底彎矩，較大幅度降低橫風(fēng)向力功率譜峰值的幅值;對(duì)比凹角或切角的尺寸為邊長(zhǎng)的5%、10%、20%三種情況，10%時(shí)效果最好。

Mara等［19］針對(duì)前人工作中的不足，研究了方形高層建筑切角數(shù)量對(duì)風(fēng)荷載和響應(yīng)的影響。研究表明:① 各種切角建筑的順風(fēng)向和橫風(fēng)向風(fēng)力譜峰值顯著降低，基底彎矩系數(shù)和扭矩系數(shù)平均值都比基準(zhǔn)模型的小。四切角建筑的平均基底彎矩和扭矩最小。單切角和雙切角建筑在某些風(fēng)向角的扭矩較大;② 單切角和雙切角建筑對(duì)橫風(fēng)向和順風(fēng)向加速度幾乎沒(méi)有影響。四切角建筑隨著自振周期的增加，橫風(fēng)向和順風(fēng)向加速度有顯著降低(特別是橫風(fēng)向，可達(dá)50%);③隨著切角數(shù)量的增加，建筑扭轉(zhuǎn)加速度逐漸降低，四切角模型僅為基準(zhǔn)模型的1/3。

由上述可知，角部處理對(duì)正方形和矩形截面超高層建筑的氣動(dòng)力有顯著改善，并且對(duì)建筑外觀的影響最小。切角和凹角尺寸為結(jié)構(gòu)寬度的10%時(shí)，氣動(dòng)優(yōu)化效果最好，順風(fēng)向、橫風(fēng)向和扭轉(zhuǎn)方向風(fēng)荷載在某些風(fēng)向角下的優(yōu)化可達(dá)30%以上。目前，研究人員多采用高頻測(cè)力天平技術(shù)或氣彈模型試驗(yàn)技術(shù)，但較少采用測(cè)壓技術(shù)研究這一問(wèn)題，建議關(guān)注角部處理建筑的風(fēng)壓特性。

1.2 立面措施

1.2.1 錐度化、臺(tái)階縮進(jìn)和截面旋轉(zhuǎn)

錐度化、臺(tái)階縮進(jìn)和截面旋轉(zhuǎn)(如圖1所示)是對(duì)建筑截面沿高度方向的處理，使建筑在不同高度的特征尺度變化，或者改變斯托拉哈數(shù)，以阻止旋渦脫落的一致性和規(guī)律性。

Kim等［20］對(duì)不同錐度的超高層建筑模型進(jìn)行高頻測(cè)力天平風(fēng)洞試驗(yàn)，結(jié)果表明:① 錐度化能有效抑制大尺度的旋渦脫落，使橫風(fēng)向風(fēng)力譜的峰值減小、帶寬變寬，顯著減小橫風(fēng)向風(fēng)荷載，但對(duì)順風(fēng)向風(fēng)荷載的影響較小;② 由于錐度的變化減小了結(jié)構(gòu)上部的剛度，一般來(lái)說(shuō)，建筑頂部的順風(fēng)向和橫風(fēng)向加速度可能增大。Kim等［21］進(jìn)行上述建筑的氣動(dòng)彈性模型試驗(yàn)，以研究錐度和結(jié)構(gòu)阻尼比對(duì)結(jié)構(gòu)橫風(fēng)向風(fēng)致動(dòng)力響應(yīng)的影響。研究表明:當(dāng)風(fēng)速較高且結(jié)構(gòu)阻尼比2～4%時(shí)，錐度化使結(jié)構(gòu)橫風(fēng)向位移均方根值減小;當(dāng)風(fēng)速較高且結(jié)構(gòu)阻尼比小于1%時(shí)，負(fù)氣動(dòng)阻尼可能會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)橫風(fēng)向振動(dòng)產(chǎn)生不利影響。

李波等［22］采用剛性模型同步測(cè)壓風(fēng)洞試驗(yàn)，研究了具有不同錐度(4.167%、8.333%、12.500%)的方形截面超高層建筑的風(fēng)荷載特性。研究表明:錐度化延長(zhǎng)了漩渦脫落的卓越頻率;隨著錐度的增加，橫風(fēng)向風(fēng)力系數(shù)功率譜的峰值下降、帶寬增大，力系數(shù)根方差減小;但錐度化對(duì)順風(fēng)向及扭轉(zhuǎn)向風(fēng)荷載的影響較小。

Tamura等［23-24］對(duì)比了錐度化、臺(tái)階縮進(jìn)、截面旋轉(zhuǎn)等處理方式對(duì)方形超高層建筑氣動(dòng)力性能的影響。研究表明:① 錐度化和臺(tái)階縮進(jìn)建筑的基底彎矩平均值較小，截面旋轉(zhuǎn)建筑的橫風(fēng)向荷載較小;② 錐度化和臺(tái)階縮進(jìn)建筑的順風(fēng)向和橫風(fēng)向基底彎矩脈動(dòng)值較小。但由于錐度化和臺(tái)階縮進(jìn)減小了結(jié)構(gòu)上部的剛度，建筑頂部會(huì)產(chǎn)生較大的加速度;③ 錐度化、臺(tái)階縮進(jìn)、截面旋轉(zhuǎn)都可以顯著減小順風(fēng)向和橫風(fēng)向基底彎矩的能量;④ 截面旋轉(zhuǎn)建筑在順風(fēng)向、橫風(fēng)向和扭轉(zhuǎn)方向都顯示出較好的氣動(dòng)力性能，并且旋轉(zhuǎn)角越大效果越好，但截面旋轉(zhuǎn)建筑的局部峰值負(fù)壓會(huì)比方形建筑大20%。

沿高度方向?qū)ㄖ孛孢M(jìn)行變化不僅可以?xún)?yōu)化超高層建筑的氣動(dòng)性能，而且可使建筑形態(tài)更加新穎。對(duì)于方形截面超高層建筑，錐度化、臺(tái)階縮進(jìn)和截面旋轉(zhuǎn)都可以顯著減小結(jié)構(gòu)順風(fēng)向、橫風(fēng)向和扭轉(zhuǎn)方向風(fēng)荷載。錐度化和臺(tái)階縮進(jìn)的超高層建筑隨著高度增加，截面減小，可能會(huì)導(dǎo)致頂部加速度不滿(mǎn)足舒適度要求。特別是臺(tái)階縮進(jìn)的超高層建筑，縮進(jìn)處結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變會(huì)產(chǎn)生薄弱層，此外鞭梢效應(yīng)也值得注意。截面旋轉(zhuǎn)被認(rèn)為是比較好的氣動(dòng)措施，隨著旋轉(zhuǎn)角的增加效果更加顯著，但應(yīng)注意建筑局部產(chǎn)生的較大負(fù)壓。

圖1 錐度化、臺(tái)階縮進(jìn)、截面旋轉(zhuǎn)和開(kāi)洞處理［23-25］Fig.1 Tapering，setbacks，helical and openings［23-25］

1.2.2 開(kāi)洞處理

開(kāi)洞處理(如圖1所示)是在建筑立面適當(dāng)位置開(kāi)洞，使來(lái)流通過(guò)、打亂尾部繞流以減小風(fēng)荷載。

Dutton等［25］對(duì)在中上部開(kāi)洞的方形截面超高層建筑進(jìn)行測(cè)力和測(cè)壓試驗(yàn)，研究了洞口的尺寸和洞口的方向?qū)Y(jié)構(gòu)橫風(fēng)向風(fēng)荷載的影響。作者指出:① 在建筑順風(fēng)向開(kāi)設(shè)洞口可以有效減小結(jié)構(gòu)橫風(fēng)向基底彎矩的功率譜峰值和頂部位移RMS值;② 順風(fēng)向洞口使建筑側(cè)面風(fēng)壓譜的幅值減小且使譜由窄帶過(guò)程變?yōu)閷拵?③ 當(dāng)洞口的尺寸為方柱邊長(zhǎng)的4%時(shí)，側(cè)面風(fēng)壓的減小程度最大。

Miyashita等［26］通過(guò)高頻天平測(cè)力試驗(yàn)對(duì)開(kāi)洞方柱的氣動(dòng)力進(jìn)行研究。研究表明:① 開(kāi)洞可以使模型橫風(fēng)向風(fēng)力系數(shù)減小。當(dāng)洞口平面形狀為十字形時(shí)，風(fēng)力系數(shù)的減小程度最大;② 模型形狀不會(huì)顯著影響順風(fēng)向風(fēng)力系數(shù)，在一定風(fēng)向角范圍內(nèi)，橫風(fēng)向風(fēng)力系數(shù)幾乎不變;③ 從脈動(dòng)風(fēng)力功率譜可以發(fā)現(xiàn)，洞口的引入可以使旋渦脫落頻率提高，降低結(jié)構(gòu)產(chǎn)生渦激振動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。并且，當(dāng)洞口平面形狀為十字形時(shí)，效果最好。

張耀春等［27-29］對(duì)矩形超高層建筑進(jìn)行了剛性模型測(cè)壓試驗(yàn)，研究了開(kāi)洞位置和開(kāi)洞率的影響，得到以下結(jié)論:① 開(kāi)洞建筑平均風(fēng)壓的減少主要是受荷面積減少引起的，但其減少的比率大于開(kāi)洞率;當(dāng)風(fēng)向與開(kāi)洞方向平行時(shí)，基礎(chǔ)的平均風(fēng)荷載降低程度最大;在建筑物中部開(kāi)洞可以有效減小風(fēng)荷載;在建筑物上部開(kāi)洞可以有效減小基底彎矩;② 并非開(kāi)洞越大風(fēng)荷載就減小得越多，存在最優(yōu)開(kāi)洞率;③ 洞口的開(kāi)設(shè)會(huì)對(duì)風(fēng)產(chǎn)生的局部加速作用，使洞口內(nèi)部和洞口附近的建筑表面產(chǎn)生較大負(fù)壓。

由上述可知，在建筑順風(fēng)向開(kāi)洞，可減小結(jié)構(gòu)順風(fēng)向和橫風(fēng)向荷載。順風(fēng)向荷載的減少主要是受荷面積減少引起的，但其減少的比率大于開(kāi)洞率;開(kāi)洞影響了來(lái)流繞流，抑制旋渦脫落的規(guī)律性和一致性，從而減小了橫風(fēng)向荷載;在順風(fēng)向和橫風(fēng)向都開(kāi)洞效果最好，并且開(kāi)洞位置在結(jié)構(gòu)中上部對(duì)抗風(fēng)有利;但洞口的開(kāi)設(shè)會(huì)對(duì)風(fēng)產(chǎn)生的局部加速作用，使洞口內(nèi)部和洞口附近的建筑表面產(chǎn)生較大負(fù)壓。

1.3 設(shè)置擾流器

除了在建筑平面和立面采取氣動(dòng)措施外，還可以通過(guò)設(shè)置擾流器來(lái)改變建筑周?chē)牧鲌?chǎng)，以?xún)?yōu)化建筑的氣動(dòng)特性。常見(jiàn)擾流器設(shè)置如圖2所示。

Zdravkovich［30］根據(jù)圓柱旋渦脫落的機(jī)理將抑制圓柱體渦激振動(dòng)的措施歸納為三類(lèi):① 表面突出物，如:螺旋板、螺旋線(xiàn)、螺旋翼、螺旋布、螺旋體等;② 表面覆蓋物;③ 擾流板。作者說(shuō)明了各種措施的有效性，為圓形截面超高層建筑的氣動(dòng)措施措施提供了指導(dǎo)。

Naudascher等［31］對(duì)安裝有各種類(lèi)型擾流板的方形截面柱體的進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn)研究，對(duì)比了安裝擾流板的方柱和原始方柱在各個(gè)風(fēng)向角下橫風(fēng)向和順風(fēng)向的風(fēng)力，并采用Den Hartog判別式來(lái)評(píng)價(jià)各種擾流板形式對(duì)方柱馳振的抑制效果。作者指出，通過(guò)設(shè)置擾流板，可以顯著改善方形截面棱柱的氣動(dòng)不穩(wěn)定性，但必須使擾流板牢固安裝，避免其振動(dòng);對(duì)于某些擾流板設(shè)置方案，在某些風(fēng)向角下，雖然升力系數(shù)減小了，但由于來(lái)流分離流的不穩(wěn)定再附造成了阻力系數(shù)的跳躍。

Kwok等［32］通過(guò)氣彈模型風(fēng)洞試驗(yàn)研究了方形截面超高層建筑角部安裝豎向擾流板和開(kāi)槽對(duì)風(fēng)致響應(yīng)的影響。研究表明，在建筑角部安裝擾流板或開(kāi)槽都能夠擾亂旋渦脫落，減小建筑橫風(fēng)向的響應(yīng)，但安裝繞流板僅能在較小風(fēng)速范圍內(nèi)控建筑橫風(fēng)向響應(yīng)。此外，繞流板增大了建筑順風(fēng)向投影面積，增大順風(fēng)向荷載和響應(yīng)，實(shí)際應(yīng)用中值得注意。

顧明等［33］對(duì)一棟位于臺(tái)風(fēng)區(qū)的超高層建筑的剛體模型進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn)，測(cè)量了該建筑物表面的平均風(fēng)壓和脈動(dòng)風(fēng)壓。在特定風(fēng)向角下，建筑物的幾個(gè)位置處出現(xiàn)較大的負(fù)壓，不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。在建筑表面局部位置安裝金屬挑檐作為擾流板，有效地減小了局部最大負(fù)壓，滿(mǎn)足了表面石材及玻璃幕墻的設(shè)計(jì)要求。這是采用氣動(dòng)措施控制建筑局部風(fēng)壓的一個(gè)典型實(shí)例，這種降低建筑物局部風(fēng)壓的措施可為其他類(lèi)似實(shí)際應(yīng)用提供參考。

由前可知，安裝繞流板可以顯著改變旋渦脫落模式，改善建筑橫風(fēng)向的受力性能;在特定的擾流板形式下，由于迎風(fēng)面投影面積的增加，建筑順風(fēng)向荷載會(huì)稍許增大，此外要注意來(lái)流的不穩(wěn)定再附，避免在順風(fēng)向出現(xiàn)氣動(dòng)不穩(wěn)定現(xiàn)象;在建筑表面局部設(shè)置擾流板可以顯著改善較大的局部風(fēng)壓，以滿(mǎn)足圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求;安裝擾流裝置不需要改變建筑的基本截面形狀，但需要確保其安裝牢固。

圖2 圓形和方形建筑截面擾流器形式［30-32］Fig.2 Spoilers of round and square across sections［30-32］

2 超高層建筑風(fēng)振控制的輔助阻尼系統(tǒng)

由前述可知，氣動(dòng)措施能有效降低建筑的風(fēng)荷載和效應(yīng)，但建筑外形在多數(shù)情況下由建筑美學(xué)決定，而不僅僅由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制。對(duì)現(xiàn)代超高層建筑而言，在建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成以后，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)風(fēng)致動(dòng)力響應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的情況，這時(shí)就需要設(shè)置外部阻尼系統(tǒng)來(lái)控制結(jié)構(gòu)的風(fēng)振，使其降至結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。在結(jié)構(gòu)上安裝一些控制裝置主動(dòng)或被動(dòng)地施加一組控制力，以達(dá)到減小和抑制結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的目的。根據(jù)是否需要外部能源，輔助阻尼器可以分為被動(dòng)控制、主動(dòng)控制、半主動(dòng)控制和混合控制四類(lèi)。

2.1 被動(dòng)控制方法

在高層及超高層建筑風(fēng)振控制方面應(yīng)用最為廣泛的輔助阻尼裝置是調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD)和調(diào)諧液體阻尼器(TLD)。

TMD是由彈簧、阻尼器和質(zhì)量塊組成的振動(dòng)系統(tǒng)。當(dāng)結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下產(chǎn)生水平風(fēng)振響應(yīng)時(shí)，會(huì)帶動(dòng)TMD的振動(dòng)。TMD振動(dòng)的慣性力和主動(dòng)控制力又會(huì)反饋回來(lái)作用于結(jié)構(gòu)本身，以達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的控制。Frahm［34］首次提出TMD這個(gè)概念。此后，許多學(xué)者將TMD的理論發(fā)展用于建筑結(jié)構(gòu)方面，并對(duì)其深入研究。Xu等［35］研究了TMD系統(tǒng)參數(shù)對(duì)高層建筑風(fēng)振控制效果的影響及參數(shù)之間的關(guān)系，得到了一些有用的結(jié)論。Rana等［36］對(duì)于TMD在高層建筑中應(yīng)用進(jìn)行了參數(shù)分析和簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。在國(guó)內(nèi)，李春祥等［37-38］按照規(guī)范對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行TMD抗風(fēng)設(shè)計(jì)，并提出高層結(jié)構(gòu)風(fēng)振控制的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。唐意等［39］結(jié)合天平試驗(yàn)得到基底彎矩功率譜，研究了超高層結(jié)構(gòu)順風(fēng)向及橫風(fēng)向的TMD減震效果，給出了最佳TMD設(shè)計(jì)方案。為降低TMD的頻率調(diào)諧敏感性并進(jìn)一步改善有效性和魯棒性，許多學(xué)者(Abe等;Kareem等;Gu等，Zuo等;Zuo)研究了多重調(diào)諧質(zhì)量阻尼系統(tǒng)(MTMD)，將MTMD用于結(jié)構(gòu)風(fēng)振控制領(lǐng)域。

TLD由固定在高層建筑結(jié)構(gòu)層(或屋面)上的水罐和其中裝的水組成。當(dāng)結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下發(fā)生振動(dòng)時(shí)，水罐將與結(jié)構(gòu)一起振動(dòng)。由于慣性，水罐中的水會(huì)晃動(dòng)，并引起表面的波浪。水的晃動(dòng)和波浪的產(chǎn)生會(huì)吸收和耗散結(jié)構(gòu)風(fēng)致振動(dòng)的能量，達(dá)到風(fēng)振響應(yīng)控制的目的。Sun等［40］從理論和試驗(yàn)兩個(gè)方面對(duì)TLD和結(jié)構(gòu)之間的相互作用進(jìn)行了研究，并提出模型來(lái)預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)響應(yīng)。Chang等［41］在34個(gè)工況下安裝有方形TLD的高層建筑模型進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)研究，對(duì)TLD優(yōu)化設(shè)計(jì)性能和風(fēng)振控制效果進(jìn)行研究。

由上述可知，被動(dòng)控制方法在風(fēng)振控制的理論和應(yīng)用方面都比較成熟。比起TMD，TLD造價(jià)低、易安裝、易與結(jié)構(gòu)自振頻率相適應(yīng)、不易損壞，但相同質(zhì)量，TLD占的空間要遠(yuǎn)大于TMD。

2.2 主動(dòng)控制方法

被動(dòng)控制不需要外部能源、技術(shù)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、性能可靠，但減振效果有限，無(wú)法控制任意激勵(lì)下結(jié)構(gòu)振動(dòng)問(wèn)題，而主動(dòng)控制方法對(duì)外部激勵(lì)的適應(yīng)性很強(qiáng)。

許多專(zhuān)家學(xué)者對(duì)主動(dòng)控制方法進(jìn)行了研究與應(yīng)用。Kwok等［42］針對(duì)實(shí)際工程中采用主動(dòng)和被動(dòng)減振裝置對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)振及地震控制的研究表明主動(dòng)控制效果更佳;Xu［43］基于高層建筑氣彈模型試驗(yàn)，提出了主動(dòng)質(zhì)量阻尼器(AMD)的設(shè)計(jì)參數(shù)選擇方法和風(fēng)致運(yùn)動(dòng)減少的估計(jì)方法。研究結(jié)果表明:在不同的風(fēng)致激勵(lì)下，對(duì)應(yīng)合適的主動(dòng)質(zhì)量阻尼器和加速度計(jì)，結(jié)構(gòu)的風(fēng)致響應(yīng)將會(huì)顯著減小。同時(shí)，還進(jìn)行了一系列參數(shù)敏感性分析;Gu等［44］將一種正弦參考策略應(yīng)用于超高層建筑風(fēng)振主動(dòng)控制。采用高頻正弦信號(hào)作為該策略的參考信號(hào)，克服了常規(guī)自適應(yīng)前饋控制方法的一些缺點(diǎn)。通過(guò)多自由度氣彈模型進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該策略可有效的減少振動(dòng)，可應(yīng)用于模型誤差及動(dòng)力不確定性的高層結(jié)構(gòu)風(fēng)致振動(dòng)的控制。

2.3 半主動(dòng)控制方法

主動(dòng)控制的不足在于其對(duì)外部能源的依賴(lài)性、控制系統(tǒng)的復(fù)雜性和建造及維護(hù)費(fèi)用的昂貴，所以在實(shí)際工程應(yīng)用中受到了一定限制。半主動(dòng)控制結(jié)合了被動(dòng)控制與主動(dòng)控制的優(yōu)點(diǎn)，具有穩(wěn)定性好、適應(yīng)性強(qiáng)、能耗小等特點(diǎn)。

Soong等［45］為提高TMD失調(diào)或TMD自身阻尼的波動(dòng)所造成的減振效果消弱的問(wèn)題，提出了半主動(dòng)TMD的概念。從此，較多學(xué)者開(kāi)始研究半主動(dòng)TMD振動(dòng)控制問(wèn)題(Housner等;Kareem等;Nishitani等;Yang等;Casciati;Faravelli等)。Spencer等［46］對(duì)半主動(dòng)控制方法進(jìn)行了回顧，指出半主動(dòng)控制方法雖然剛剛起步，但它結(jié)合了被動(dòng)控制的可靠性和主動(dòng)控制的適應(yīng)性，可很好地用于土木工程領(lǐng)域。

2.4 混合控制方法

混合控制方法是將主動(dòng)和被動(dòng)控制方法聯(lián)合使用，主要目的是結(jié)合主動(dòng)和被動(dòng)控制的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)結(jié)構(gòu)振動(dòng)劇烈時(shí)，采用主動(dòng)控制方法;當(dāng)建筑停電或超過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置能力時(shí)，采用被動(dòng)控制方法。國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者［47-49］也對(duì)混合控制方法進(jìn)行了研究，其中多數(shù)是針對(duì)抗震方面的研究，風(fēng)振控制方面研究較少。所以，混合控制方法在超高層建筑風(fēng)振控制方面的研究具有廣闊前景。

3 超高層建筑風(fēng)荷載和效應(yīng)控制的應(yīng)用

上述各種氣動(dòng)措施和輔助阻尼器措施可顯著控制風(fēng)荷載和效應(yīng)，已建成的高層建筑多采用了上述一種或多種措施來(lái)進(jìn)行風(fēng)荷載和效應(yīng)的控制。

臺(tái)北101大廈［50-51］的原始截面為方形，風(fēng)洞試驗(yàn)表明其旋渦脫落顯著，橫風(fēng)向荷載很大，給基礎(chǔ)設(shè)計(jì)帶來(lái)巨大負(fù)擔(dān)，并且不滿(mǎn)足舒適度要求。通過(guò)對(duì)方形截面進(jìn)行凹角處理和在高度方向進(jìn)行縮進(jìn)處理，使建筑的總基底彎矩減小了約25%，解決了基礎(chǔ)的受力問(wèn)題，并且降低了造價(jià)。此外，在88層至92層使用了全世界最大的TMD(730 t)來(lái)滿(mǎn)足風(fēng)振舒適度要求。

上海環(huán)球金融中心［52］在高度上采用錐度化的方式來(lái)改善建筑所受的風(fēng)荷載，并且在建筑頂部位置開(kāi)設(shè)了一個(gè)邊長(zhǎng)為51 m的方形洞口。此外，在大樓90層設(shè)置了兩臺(tái)智能阻尼器，有效地控制了風(fēng)致振動(dòng)。

當(dāng)今被稱(chēng)為“世界第一高樓”的哈利法塔(Burj Khalifa Tower)［1，50］底部為 Y 形截面，在沿高度方向上采用繞中心軸螺旋形的臺(tái)階形縮進(jìn)形式，使其截面在整個(gè)高度范圍內(nèi)都不相同，有效地阻止了旋渦脫落的一致性。加上當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)環(huán)境比較溫和，建筑在不設(shè)置輔助阻尼系統(tǒng)的情況下就可以滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)的舒適度要求。

正在建設(shè)的上海中心大廈［53］采用截面旋轉(zhuǎn)和縮進(jìn)的立面形態(tài)，使旋渦脫落相關(guān)性降低，很大程度地減小了旋渦脫落引起的橫風(fēng)向荷載。此外，通過(guò)安裝TMD降低結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的加速度，使結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足舒適度要求。

珠海金山大廈主樓［54］高162 m，在設(shè)計(jì)風(fēng)壓下主樓頂層最大振動(dòng)加速度超過(guò)了舒適度的控制界限。通過(guò)在建筑頂部共設(shè)置了1 000個(gè)長(zhǎng)1 m、寬0.6 m、高0.052 m的淺液矩形水罐作為T(mén)LD。主樓頂層的振動(dòng)加速度減小了一半左右，完全滿(mǎn)足了舒適度的設(shè)計(jì)要求。日本為地震多發(fā)地區(qū)，在東京1989年建成的Kyobashi Seiwa大樓(11層)是世界上第一幢安裝主動(dòng)質(zhì)量阻尼器的高層建筑［55-56］。南京電視塔［49］采用 TLD和AMD的混合控制方案，顯示出良好的風(fēng)振控制效果，它是我國(guó)首次對(duì)高聳結(jié)構(gòu)實(shí)施混合振動(dòng)控制的實(shí)際工程。

綜上所述，在實(shí)際工程應(yīng)用中，氣動(dòng)措施和安裝輔助阻尼器系統(tǒng)的方法常常共同控制超高層建筑的風(fēng)荷載和效應(yīng)。現(xiàn)代超高層建筑形態(tài)新穎，簡(jiǎn)單的方形、圓形等截面已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們的審美需求，這些新穎的建筑外形本身就可以很好地控制超高層建筑風(fēng)荷載，并且對(duì)風(fēng)荷載和效應(yīng)的控制是多方面的。當(dāng)建筑建造完成后風(fēng)致動(dòng)力響應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就需要設(shè)置外部阻尼系統(tǒng)來(lái)控制結(jié)構(gòu)風(fēng)振。

4 結(jié)語(yǔ)及展望

現(xiàn)代超高層建筑的興建給結(jié)構(gòu)風(fēng)工程帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。結(jié)構(gòu)工程師和風(fēng)工程研究人員需要協(xié)作，合理設(shè)計(jì)超高層建筑，使其在風(fēng)荷載作用下滿(mǎn)足安全性和舒適度要求。本文對(duì)當(dāng)前超高層結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載及效應(yīng)控制的兩類(lèi)方法進(jìn)行介紹。氣動(dòng)措施從根源上控制建筑的風(fēng)荷載和效應(yīng)，控制效果是多方面的;安裝輔助阻尼系統(tǒng)改善了結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能，有效吸收和耗散風(fēng)致振動(dòng)的能量，降低結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)。在實(shí)際工程應(yīng)用中，這兩類(lèi)方法也時(shí)有相輔相成，共同控制結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載和效應(yīng)。為適應(yīng)我國(guó)超高層建筑建造的需要，建議開(kāi)展更多的相關(guān)研究。以模型風(fēng)洞試驗(yàn)為主，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，發(fā)展計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬方法，開(kāi)展超高層建筑的多向耦合風(fēng)荷載、氣動(dòng)阻尼、風(fēng)致效應(yīng)以及等效靜力風(fēng)荷載方法的研究;開(kāi)展氣動(dòng)措施對(duì)降低建筑局部風(fēng)荷載效用的研究;針對(duì)建筑風(fēng)振特點(diǎn)開(kāi)展輔助阻尼系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的研究;建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

［1］Irwin P A.Wind engineering challenges of the new generation of super-tall buildings［J］.Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics，2009，97(7-8):328-334.

［2］全 涌，曹會(huì)蘭，顧 明.高層建筑橫風(fēng)向風(fēng)效應(yīng)研究綜述［J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2010，38(6):810-818.

QUAN Yong，CAO Hui-lan，GU Ming.Cross-wind effect of high-r ise buildings:state of art［J］.Journal of Tongji University(Natural Science)，2010，38(6):810-818.

［3］ Kareem A.Lateral-torsional motion of tall buildings to wind loads［J］. JournalofStructuralEngineering， 1985，111(11):2479-2496.

［4］ Hayashida H，Iwasa Y.Aerodynamic shape effects of tall building for vortex induced vibration［J］.Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics，1990，33(1-2):237-242.

［5］ Hayashida H，Mataki Y，Iwasa Y.Aerodynamic damping effects of tall building for a vortex induced vibration［J］.Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics，1992，43(1-3):1973-1983.

［6］顧 明，葉 豐.超高層建筑風(fēng)壓的幅值特性［J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2006，34(2):143-149.

GU Ming， YE Feng. Characteristicsofwind pressure amplitude on super-tall buildings［J］.Journal of Tongji University(Natural Science)，2006，34(2):143-149.

［7］顧 明，葉 豐，張建國(guó).典型超高層建筑風(fēng)荷載幅值特性研究［J］.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2006，27(1):24-29.

GU Ming， YE Feng， ZHANG Jian-guo. Amplitude characteristics of wind loads on typical super-tall buildings［J］.Journal of Building Structures，2006，27(1):24-29.

［8］葉 豐，顧 明.超高層建筑風(fēng)壓的頻域特性［J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2006，34(3):285-290.

YE Feng， GU Ming. Frequency characteristics of wind pressure on super-tall buildings［J］.Journal of Tongji University(Natural Science)，2006，34(3):285-290.

［9］顧 明，葉 豐.典型超高層建筑風(fēng)荷載頻域特性研究［J］.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2006，27(1):30-36.

GU Ming，YE Feng.Frequence domain characteristics of wind loads on typical super-tall buildings［J］.Journal of Building Structures，2006，27(1):30-36.

［10］Lin N，Letchford C，Tamura Y，et al.Characteristics of wind forces acting on tallbuildings［J］. JournalofWind Engineering and Industrial Aerodynamics，2005，93(3):217-242.

［11］Lam K M，Wong S Y，To A P.Dynamic wind loading of hshaped tallbuildings［C］//The Seventh Asia-Pacific Conference on Wind Engineering，Taipei，Taiwan:2009.

［12］ Wong S Y，Lam K M，To A P.Wind-induced dynamic responses of a tall building with recessed cavities［C］//13th International Conference on Wind Engineering，Amsterdam，Netherland:2011.

［13］ Zhou Y，Kijewski T，Kareem A.Aerodynamic loads on tall buildings:interactive database［J］.Journal of Structural Engineering，2003，129(3):394-404.

［14］ Wang J，Cheng J，Teng P.Design wind loads on tall buildings:a wind tunnel data based expert system approach［C］//The Eleventh International Conference on Wind Engineering，Lubbock，Texas，USA:2003.

［15］張建國(guó).高層建筑抗風(fēng)若干基礎(chǔ)問(wèn)題及數(shù)據(jù)庫(kù)研究［D］.上海:同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院，2008.

［16］Shiraishi N，Matsumoto M，Shirato H，et al.On aerodynamic stability effects for bluff rectangular cylinders by their cornercut［J］. JournalofWind Engineering and Industrial Aerodynamics，1988，28(1-3):371-380.

［17］Tamura T，Miyagi T.The effect of turbulence on aerodynamic forces on a square cylinder with various corner shapes［J］.Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics，1999，83(1-3):135-145.

［18］ Gu M，Quan Y.Across-wind loads of typical tall buildings［J］. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics，2004，92(13):1147-1165.

［19］ Mara T G，Case P C.The effects of incremental corner modifications on a 200m tall building［C］//2010 Structures Congress，Oriando，F(xiàn)lorida:ASCE，2010.

［20］ Kim Y，You K.Dynamic responses of a tapered tall building to wind loads［J］.Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics，2002，90(12-15):1771-1782.

［21］ Kim Y，You K，Ko N.Across-wind responses of an aeroelastic tapered tall building［J］. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics，2008，96(8-9):1307-1319.

［22］李 波，楊慶山，田玉基，等.錐形超高層建筑脈動(dòng)風(fēng)荷載特性［J］.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2010，31(10):8-16.

LI Bo，YANG Qing-shan，TIAN Yu-ji，et al.Characteristics of turbulent wind load of tapered super-tall building［J］.Journal of Building Structures，2010，31(10):8-16.

［23］ Tamura Y，Tanaka H，Ohtake K，et al.Aerodynamic characteristics of tall building models with various unconventional configurations［C］// 2010 Structures Congress，Oriando，F(xiàn)lorida:ASCE，2010.

［24］ Tanaka H，Tamura Y，Ohtake K，et al.Aerodynamic characteristics of tall building models with various unconventional configurations［C］ //13th International Conference on Wind Engineering， Amsterdam，Netherland:2011.

［25］ Dutton R，Isyumov N.Reduction of tall building motion by aerodynamic treatments［J］.Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics，1990，36，Part 2(0):739-747.

［26］ Miyashita K，Katagiri J，Nakamura O，et al.Wind-induced response of high-rise buildings effects of corner cuts or openings in square buildings［J］.Journal of Wind Engineering and Industrial Aeralynamics，1993，50(0):319-328.

［27］張耀春，秦 云，王春剛.洞口設(shè)置對(duì)高層建筑靜力風(fēng)荷載的影響研究［J］.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2004，25(4):112-117.

ZHANG Yao-chun，QIN Yun，WANG Chun-gang.Research on the influence of openings to static wind load of high-rise buildings［J］.Journal of Building Structures，2004，25(4):112-117.

［28］王春剛，張耀春，秦 云.巨型高層開(kāi)洞建筑剛性模型風(fēng)洞試驗(yàn)研究［J］.哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，36(11):1431-1434.

WANG Chun-gang，ZHANG Yao-chun，QIN Yun.Wind tunnel tests study on mega tall buildings with opening rigidity models［J］.Journal of Harbin Institute of Technology，2004，36(11):1431-1434.

［29］張耀春，倪振華，王春剛，等.高層開(kāi)洞建筑測(cè)壓風(fēng)洞試驗(yàn)［J］.建筑結(jié)構(gòu)，2006，36(2):86-90.

ZHANG Yao-chun，Ni Zhen-hua，Wang Chun-gang，et al.Wind tunnel measuring pressure tests of tall buildings with opening［J］.Building Structures，2006，36(2):86-90.

［30］ Zdravkovich M M.Review and classification of various aerodynamic and hydrodynamic means for suppressing vortex shedding［J］.Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics，1981，7(2):145-189.

［31］ Naudascher E，Weske J R，F(xiàn)ey B.Exploratory study on damping of galloping vibrations［J］.Journal ofWind Engineering and Industrial Aerodynamics，1981，8(1-2):211-222.

［32］ Kwok K C S，Bailey P A.aerodynamic devices for tall buildingsand structures［J］. JournalofEngineering Mechanics，1987，113(3):349-365.

［33］顧 明，葉 豐，黃 鵬，等.降低超高層建筑的局部風(fēng)壓措施［J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2004，32(10):1285-1288.

GU Ming ，YE Feng，HUANG Peng，et al.Countermeasures for reducing local dangerous wind pressures on a super-tall building［J］.Journal of Tongji University(Natural Science)，2004，32(10):1285-1288.

［34］王均剛，馬汝建，趙 東，等.TMD振動(dòng)控制結(jié)構(gòu)的發(fā)展及應(yīng)用［J］.濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2006，20(2):172-175.

WANG Jun-gang， MA Ru-jian， ZHAO Dong， etal.Development and application of TMD structural vibration control［J］.Journal of Jinan University(Sci.＆ Tech.)，2006，20(2):172-175.

［35］ Xu Y L，Kwok K C S，Samali B.Control of wind-induced tall building vibration by tuned mass dampers［J］.Journal of Wind Engineering and IndustrialAerodynamics， 1992，40(1):1-32.

［36］Rana R，Soong T T.Parametric study and simplified design of tuned mass dampers［J］.Engineering Structures，1998，20(3):193-204.

［37］李春祥，熊學(xué)玉，胡俊生.TMD-高層鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)按規(guī)范抗風(fēng)設(shè)計(jì)方法［J］.工業(yè)建筑，2000，30(4):1-4.

LI Chun-xiang， XIONG Xue-yu， HU Jun-sheng. Windresistant design method for TMD-tall steel structure systems according to code provisions［J］.Industrial Construction，2000，30(4):1-4.

［38］李春祥，劉艷霞.高層建筑TMD風(fēng)振控制優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］.計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào)，2001，18(1):69-73.

LI Chun-xiang，LIU Yan-xia.Optimum design of TMD for suppressing vibration of tall buildings subjected to wind［J］.Chinese Journal of Computational Mechanics，2000，30(4):1-4.

［39］唐 意，顧 明.某超高層建筑TMD風(fēng)振控制分析［J］.振動(dòng)與沖擊，2006，25(2):16-19.

TANG Yi，GU Ming.Analysis on control of wind induced vibration of a super-tall building with TMD［J］.Journal of Vibration and Shock，2006，25(2):16-19.

［40］Sun L M，F(xiàn)ujino Y，Pacheco B M，et al.Modelling of tuned liquid damper(TLD)［J］.Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics，1992，43(1-3):1883-1894.

［41］ Chang C C，Gu M.Suppression of vortex-excited vibration of tall buildings using tuned liquid dampers［J］.Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics，1999，83(1-3):225-237.

［42］ Kwok K C S，Samali B.Performance of tuned mass dampers under wind loads［J］.Engineering Structures，1995，17(9):655-667.

［43］ Xu Y L.Parametric sutdy of active mass dampers of windexcited tall buildings［J］.Engineering Sturcutres，1996，1(18):64-76.

［44］ Gu M，Peng F.An experimental study of active control of wind-induced vibration of super-tall buildings［J］.Journal of WindEngineeringand IndustrialAerodynamics， 2002，90(12-15):1919-1931.

［45］ Chang J C，Soong T T.Structural control using active tuned mass dampers［J］. JournalofEngineering Mechanics Division，1980，106(6):1091-1098.

［46］ Spencer B F，Nagarajaiah S.State of the art of structural control［J］.Journal of Structural Engineering，2003:845-856.

［47］ Maebayashi K.Hybrid mass damper system for response control of building［C］//Proceeding of the Tenth World Conference on Earthquake Engineering，Spain:1992.

［48］ Kawamura S.Hybrid isolation system using friction control sliding bearing［C］ //Proceeding of the Tenth World Conference on Earthquake Engineering，Spain:1992.

［49］李?lèi)?ài)群，瞿偉廉，程文瀼.南京電視塔風(fēng)振的混合振動(dòng)控制研究［J］.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào).1996，17(3):9-17.

LI Ai-qun，QU Wei-lian，CHENG Wen-rang.Research on hybrid vibration control of nanjing TV tower under wind excitation［J］.Journal of Building Structures，1996，17(3):9-17.

［50］ Irwin P A.Bluff body aerodynamics in wind engineering［J］.Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics，2008，96(6-7):701-712.

［51］ Irwin P A，Kilpatrick J，Robinson J，et al.Wind and tall buildings:negatives and positives［J］.Struct.Design Tall Spec.Build.2008(17):915-928.

［52］ Kareem A，Kijewski T.Mitigation of motions of tall buildings with specific examples of recent applications［J］.Wind and Structures，1999，2(3):201-251.

［53］趙 昕，丁潔民，孫華華，等.上海中心大廈結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)［J］.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2011，32(7):1-7.

ZHAO Xin，DING Jie-min，SUN Hua-hua，et al.Structural design of the Shanghai Tower for wind loads［J］.Journal of Building Structures，2011，32(7):1-7.

［54］瞿偉廉，宋 波，陳妍桂，等.TLD對(duì)珠海金山大廈主樓風(fēng)振控制的設(shè)計(jì)［J］.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，1995，16(3):21-28.

QU Wei-lian，SONG Bo，CHEN Yan-gui，et al.Design of controlled wind vibration response of the main building of Jinshan Mansion in Zhuhai with TLD［J］.Journal of Building Structures，1995，16(3):21-28.

［55］ Koboti T.Future direction on research and development of seismic response-controlled structure［C］//Proceeding of the First World Conference on Structural Control，Los Angeles，California，USA:1994.

［56］ Sakamoto M，Koboti T，Yamda T，et al.Practice application of active and hybrid response control systems and their verification by earthquake and strong wind observations［C］//Proceeding of the First World Conference on Structural Control，Los Angeles，California，USA:1994.