專利名稱：電視塔tmd減振控制阻尼層的建筑集成方法及建筑結(jié)構(gòu)體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑結(jié)構(gòu)體系，尤其是一種電視塔TMD減振控制阻尼層的建筑集 成方法及建筑結(jié)構(gòu)體系。屬于建筑工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
調(diào)頻質(zhì)量阻尼器(Tuned Mass Damper,以下簡(jiǎn)稱TMD)，一般由質(zhì)量塊、彈簧和阻尼 系統(tǒng)組成?，F(xiàn)有技術(shù)中，一般將其振動(dòng)頻率調(diào)整至主結(jié)構(gòu)頻率附近，改變結(jié)構(gòu)共振特性，以 達(dá)到減振作用。目前，在高層建筑或高聳結(jié)構(gòu)減振控制方法，一般都采用TMD減振技術(shù)。實(shí) 踐表明，將TMD置于頂端，其控制效果最好，而質(zhì)量塊與主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量之比一般在0. 005到 0. 02之間。例如臺(tái)北的101大樓，樓內(nèi)安裝了世界最大的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，該阻尼器球體的 直徑達(dá)五點(diǎn)五米，重量達(dá)六百六十噸，從大樓的九十二層懸掛到八十八層，具有良好的減振 效果。但當(dāng)高層建筑或高聳結(jié)構(gòu)的核心筒位于頂層中部時(shí)，TMD減振系統(tǒng)的質(zhì)量塊就不能 像臺(tái)北的101大樓那樣布置在中心位置；尤其是當(dāng)平面面積不夠時(shí)，容易導(dǎo)致質(zhì)量塊重量 過(guò)小、不能達(dá)到減振的理想效果。因此，現(xiàn)有技術(shù)的關(guān)振控制系統(tǒng)不適用核心筒位于中心位 置的高層建筑或高聳結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)目的，是為了克服現(xiàn)有技術(shù)TMD減振系統(tǒng)受核心筒位置局限、減 振果差的缺點(diǎn)，提供一種電視塔TMD減振控制阻尼層的建筑集成方法。本發(fā)明的第二個(gè)目的，是為了提供一種電視塔TMD減振控制阻尼層的建筑結(jié)構(gòu)體系。本發(fā)明的第一個(gè)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到電視塔TMD減振控制阻尼層的建筑集成方法，其特征是1)在電視塔的塔頂設(shè)置具有TDM減振控制結(jié)構(gòu)的多功能阻尼層，所述多功能阻尼 層包括兩個(gè)對(duì)稱布置的大容量消防水池及為所述消防水池供水的分級(jí)加壓泵補(bǔ)水設(shè)備，以 保證常高壓消防水池的容量；2)利用大容量消防水池作為TMD減振控制結(jié)構(gòu)的質(zhì)量塊的主要組成部分；在兩個(gè) 大容量消防水池的周邊預(yù)留有所述質(zhì)量塊的位移空間；3)所述多功能阻尼層為開(kāi)放式建筑設(shè)計(jì)，通過(guò)開(kāi)放式建筑的多功能阻尼層，以 TDM減振控制結(jié)構(gòu)作為窗口，構(gòu)成集減振控制、消防、教學(xué)、科普、觀賞于一體的建筑結(jié)構(gòu)體 系。本發(fā)明的第一個(gè)目的還可以通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一目的的一種實(shí)施方案是所述兩個(gè)大容量消防水池為分層結(jié)構(gòu)， TMD減振控制結(jié)構(gòu)的主動(dòng)控制AMD設(shè)置在低層水池頂板面，由所述消防水池的重量加上主 動(dòng)控制AMD設(shè)備的重量構(gòu)成所述質(zhì)量塊的重量。
本發(fā)明的第二個(gè)目的可以通過(guò)采取如下措施達(dá)到電視塔TMD減振控制阻尼層的建筑結(jié)構(gòu)體系，包括塔體、承接架、天線桅桿和承接 樓層，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于1)在電視塔的塔頂設(shè)置具有TDM減振控制結(jié)構(gòu)的多功能阻尼層，所述多功能阻尼 層包括兩個(gè)對(duì)稱布置的大容量消防水池及為所述消防水池供水的分級(jí)加壓泵補(bǔ)水設(shè)備，以 保證常高壓消防水池的容量；2)利用大容量消防水池作為TMD減振控制結(jié)構(gòu)的質(zhì)量塊的主要組成部分；所述兩 個(gè)大容量消防水池為分層結(jié)構(gòu)，TMD減振控制結(jié)構(gòu)的主動(dòng)控制AMD設(shè)置在低層水池頂板面， 由所述消防水池重量加上主動(dòng)控制AMD設(shè)備的重量構(gòu)成所述質(zhì)量塊的重量；在兩個(gè)大容量 消防水池的周邊預(yù)留有所述質(zhì)量塊的位移空間；3)所述多功能阻尼層為開(kāi)放式建筑設(shè)計(jì)，通過(guò)開(kāi)放式建筑的多功能阻尼層，以 TDM減振控制結(jié)構(gòu)作為窗口，構(gòu)成集減振控制、消防、教學(xué)、科普、觀賞于一體的建筑結(jié)構(gòu)體 系。本發(fā)明的第二個(gè)目的還可以通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實(shí)施方案是所述塔體為由鋼骨混凝土核心筒和鋼管 網(wǎng)格外筒組成的結(jié)構(gòu)體系，所述承接架由若干根斜鋼柱和斜鋼支撐固定連接而成，所述天 線桅桿由鋼柱、若干根水平鋼支撐和斜鋼支撐組成，所述承接樓層中設(shè)有鋼管和鋼板構(gòu)成 的剪力墻核心筒；所述鋼管鋼板剪力墻核心筒的鋼管柱通過(guò)承接架相貫承接天線桅桿；通 過(guò)承接式連接在塔頂形成開(kāi)放式阻尼層；通過(guò)承接式連接方式，在塔頂形成除核心筒外的 大空間。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實(shí)施方案是在承接樓層上，其核心筒的鋼管柱通過(guò) 與斜柱、斜撐組成的承接過(guò)渡段構(gòu)成承接架，所述承接架與天線桅桿承接，天線桅桿為格構(gòu) 結(jié)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實(shí)施方案是所述天線桅桿上部可以為格構(gòu)或箱式結(jié) 構(gòu)，下部可以為至少八邊形的多邊形格構(gòu)式結(jié)構(gòu)；所述鋼管網(wǎng)格外筒豎向承重構(gòu)件可以采 用鋼管混凝土柱，斜支撐和環(huán)梁采用圓鋼管。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實(shí)施方案是所述多功能阻尼層可以以TMD減振系統(tǒng) 作為窗口，布置上下兩層參觀通道、供科普教學(xué)的科技展示廳和阻尼控制室。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實(shí)施方案是所述的大容量消防水池可以采用混凝土 結(jié)構(gòu)，水池沿高度分兩級(jí)。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實(shí)施方案是所述大容量消防水池底部可以與樓面布 置雙向滑軌限位支座、TMD限位阻尼裝置、橡膠支座，水池頂部與樓層底布置限位抗扭支座， 每個(gè)限位抗扭支座分別通過(guò)6個(gè)連接件定位。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實(shí)施方案是所述大容量消防水池進(jìn)水管和出水管可 以采用360度可擺動(dòng)消防進(jìn)水軟管。本發(fā)明具有如下突出的有益效果本發(fā)明集成了建筑和消防新技術(shù)，通過(guò)采用天線桅桿與塔體之間承接式連接的電 視塔TMD減振控制阻尼層的建筑結(jié)構(gòu)體系，具有如下突出的有益效果1、本發(fā)明由于天線桅桿與塔體之間采用承接式連接，在塔頂形成除核心筒外的大空間，提高了電視塔的舒適度。2、本發(fā)明在塔頂上設(shè)有兩個(gè)大容量消防水池，采用常高壓消防系統(tǒng)技術(shù)，利用大 容量水池作為TMD減振系統(tǒng)質(zhì)量塊，消防水池進(jìn)水管和出水管采用滿足位移量的360度可 擺動(dòng)消防進(jìn)水軟管，方便實(shí)用。3、本發(fā)明集減振控制、教學(xué)、科普、觀賞于一體，供游客參觀、活動(dòng)，大大提高了建 筑工程領(lǐng)域減振控制的整體水平，可推廣到高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)的減振控制工程。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的剖面示意圖；圖3為本發(fā)明的438. 400標(biāo)高層平面圖；圖4為本發(fā)明的443. 600標(biāo)高層平面圖；圖5為本發(fā)明阻尼層平面支座定位示意圖；圖6為本發(fā)明阻尼層頂板支座定位示意圖；圖7為本發(fā)明消防水池進(jìn)水管和出水管的平面示意圖；圖8為本發(fā)明消防水池進(jìn)水管和出水管的立面示意圖。其中，1-承接架，2-天線桅桿，3-承接樓層，4-鋼骨混凝土核心筒，5-鋼管網(wǎng)格外 筒，6-鋼管鋼板剪力墻核心筒，7-多功能阻尼層，8-大容量消防水池，9-位移空間，10-參 觀通道，11-科技展示廳，12-阻尼控制室，13-雙向滑軌限位支座，14-TMD限位阻尼裝置， 15-連接件，16-進(jìn)水管，17-出水管。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施例1 圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7和圖8構(gòu)成本發(fā)明的具體實(shí)施例1。本發(fā)明涉及的電視塔帶TMD減振控制結(jié)構(gòu)的集成方法，其特征是1)在電視塔的塔頂設(shè)置具有TDM減振控制結(jié)構(gòu)的多功能阻尼層7，所述多功能阻 尼層7包括兩個(gè)對(duì)稱布置的大容量消防水池8及為所述消防水池8供水的分級(jí)加壓泵補(bǔ)水 設(shè)備，以保證常高壓消防水池的容量；2)利用大容量消防水池8作為TMD減振控制結(jié)構(gòu)的質(zhì)量塊的主要組成部分；所述 兩個(gè)大容量消防水池8為分層結(jié)構(gòu)，TMD減振控制結(jié)構(gòu)的主動(dòng)控制AMD設(shè)置在低層水池頂 板面，由所述消防水池的重量加上主動(dòng)控制AMD設(shè)備的重量構(gòu)成所述質(zhì)量塊的重量；在兩 個(gè)大容量消防水池8的周邊預(yù)留有所述質(zhì)量塊的位移空間9 ；3)所述多功能阻尼層7為開(kāi)放式建筑設(shè)計(jì)，通過(guò)開(kāi)放式建筑的多功能阻尼層7，以 TDM減振控制結(jié)構(gòu)作為窗口，構(gòu)成集減振控制、消防、教學(xué)、科普、觀賞于一體的建筑結(jié)構(gòu)體 系。參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7和圖8，本實(shí)施涉及的建筑結(jié)構(gòu)體系包括 塔體、承接架1、天線桅桿2和承接樓層3，所述塔體為由鋼骨混凝土核心筒4和鋼管網(wǎng)格外 筒5組成的結(jié)構(gòu)體系，所述承接架1由若干根斜鋼柱和斜鋼支撐固定連接而成，所述天線桅 桿2由鋼柱、若干根水平鋼支撐和斜鋼支撐組成，所述承接樓層3中設(shè)有鋼管和鋼板構(gòu)成的剪力墻核心筒6 ；所述鋼管鋼板剪力墻核心筒6的鋼管柱通過(guò)承接架1相貫承接天線桅桿 2 ；通過(guò)承接式連接在塔頂形成開(kāi)放式阻尼層7 ；通過(guò)承接式連接方式，在塔頂形成除核心 筒外的大空間。本實(shí)施例中，在承接樓層3上，其核心筒6的鋼管柱通過(guò)與斜柱、斜撐組成的承接 過(guò)渡段構(gòu)成承接架1，所述承接架1與天線桅桿2承接，天線桅桿2為格構(gòu)結(jié)構(gòu)；所述天線 桅桿2上部為格構(gòu)或箱式結(jié)構(gòu)，下部為八邊形格構(gòu)式結(jié)構(gòu)；所述多功能阻尼層7以TMD減振 系統(tǒng)作為窗口，布置上下兩層參觀通道10、供科普教學(xué)的科技展示廳11和阻尼控制室12 ； 所述大容量消防水池8作為TMD減振控制系統(tǒng)的質(zhì)量塊，采用混凝土結(jié)構(gòu)，水池沿高度分兩 級(jí)，低級(jí)水池頂板面上放置有主動(dòng)控制AMD，質(zhì)量塊的重量為水池重量加AMD設(shè)備總重量， 水池底部與樓面布置雙向滑軌限位支座13、TMD限位阻尼裝置14、橡膠支座，水池頂部與樓 層底布置限位抗扭支座，每個(gè)限位抗扭支座分別通過(guò)6個(gè)連接件15定位，水池的進(jìn)水管15 和出水管16都采用360度可擺動(dòng)消防進(jìn)水軟管；所述主動(dòng)控制AMD采用常規(guī)控制技術(shù)。本發(fā)明應(yīng)用于工程實(shí)踐的實(shí)例中國(guó)廣州一新電視塔，總高610m，由45 !的主塔塔體及156m的天線桅桿組成。 主塔有地下二層，地上三十七層，豎向抗側(cè)體系由鋼管網(wǎng)格外筒(鋼管混凝土斜柱及環(huán)桿、 斜撐、牛腿)及鋼骨混凝土核心筒組成，除首層及以下樓面采用混凝土結(jié)構(gòu)外，其余采用鋼 管混凝土組合樓蓋，樓蓋與外筒不直接相連，箱形外伸梁端與鋼管混凝土斜柱連接采用空 間鉸。天線桅桿下部87. 9m采用鋼管柱、型鋼梁和斜支撐組成八邊形格構(gòu)結(jié)構(gòu)，上部68. 3m 為40 50mm鋼板組成八邊形、四邊形實(shí)腹結(jié)構(gòu)，天線桅桿底部與塔體核心筒的承接過(guò)渡 段高5. 7m，采用dl000X50_柱和d600X30斜撐，從12m的8邊形過(guò)渡到核心筒14根 dlOOO X 50mm鋼管混凝土柱上，承接層采用4層的承接式連接方式。該工程438. 4m 448. 6m層高10. 2m，采用承接式連接方式后，在該層除核心筒外 形成近1000m2的大空間，利用大空間配合減振控制科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)成開(kāi)放式阻尼層，利用根 據(jù)消防要求在塔頂布置的兩個(gè)共有M0M3大容量消防水池作為TMD質(zhì)量塊。水池沿高度分 兩級(jí)，主動(dòng)控制AMD放置在低級(jí)水池頂板面，質(zhì)量塊的重量為水池重量加AMD設(shè)備總重量。 Sl重量6150kN，S2重量6650kN，水池定位、外形設(shè)計(jì)考慮與建筑平面和核心筒呼應(yīng)，平面外 形如兩水珠對(duì)稱布置。消防水池控制限位尺寸為800mm，最小邊線為1200mm，在位移上留有 余里ο開(kāi)放式阻尼層布置了兩層參觀通道，形成兩個(gè)參觀平臺(tái)210m2、并布置供科普教學(xué) 的科技展示廳80m2，控制室13m2，集減震控制、消防、教學(xué)、科普、觀賞一體，游客不但可近距 離參觀先進(jìn)的減振控制的各種設(shè)備，通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)直接感受到減振效果，這是目前所 有高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)減振設(shè)計(jì)所沒(méi)有的。
權(quán)利要求
1.電視塔TMD減振控制阻尼層的建筑集成方法，其特征在于1)在電視塔的塔頂設(shè)置具有TDM減振控制結(jié)構(gòu)的多功能阻尼層(7)，所述多功能阻尼 層(7)包括兩個(gè)對(duì)稱布置的大容量消防水池(8)及為所述消防水池(8)供水的分級(jí)加壓泵 補(bǔ)水設(shè)備，以保證常高壓消防水池的容量；2)利用大容量消防水池(8)作為TMD減振控制結(jié)構(gòu)的質(zhì)量塊的主要組成部分；在兩個(gè) 大容量消防水池(8)的周邊預(yù)留有所述質(zhì)量塊的位移空間(9)；3)所述多功能阻尼層(7)為開(kāi)放式建筑設(shè)計(jì)，通過(guò)開(kāi)放式建筑的多功能阻尼層(7)，以 TDM減振控制結(jié)構(gòu)作為窗口，構(gòu)成集減振控制、消防、教學(xué)、科普、觀賞于一體的建筑結(jié)構(gòu)體 系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電視塔TMD減振控制阻尼層的建筑集成方法，其特征在于 所述兩個(gè)大容量消防水池(8)為分層結(jié)構(gòu)，TMD減振控制結(jié)構(gòu)的主動(dòng)控制AMD設(shè)置在低層 水池頂板面，由所述大容量消防水池(8)的重量加上主動(dòng)控制AMD設(shè)備的重量構(gòu)成所述質(zhì)量塊的重量。
3.電視塔TMD減振控制阻尼層的建筑結(jié)構(gòu)體系，包括塔體、承接架(1)、天線桅桿(2) 和承接樓層(3)，其特征在于1)在電視塔的塔頂設(shè)置具有TDM減振控制結(jié)構(gòu)的多功能阻尼層(7)，所述多功能阻尼 層(7)包括兩個(gè)對(duì)稱布置的大容量消防水池(8)及為所述消防水池(8)供水的分級(jí)加壓泵 補(bǔ)水設(shè)備，以保證常高壓消防水池的容量；2)利用大容量消防水池(8)作為TMD減振控制結(jié)構(gòu)的質(zhì)量塊的主要組成部分；所述兩 個(gè)大容量消防水池(8)為分層結(jié)構(gòu)，TMD減振控制結(jié)構(gòu)的主動(dòng)控制AMD設(shè)置在低層水池頂 板面，由所述消防水池重量加上主動(dòng)控制AMD設(shè)備的重量構(gòu)成所述質(zhì)量塊的重量；在兩個(gè) 大容量消防水池的周邊預(yù)留有所述質(zhì)量塊的位移空間(9)；3)所述多功能阻尼層(7)為開(kāi)放式建筑設(shè)計(jì)，通過(guò)開(kāi)放式建筑的多功能阻尼層(7)，以 TDM減振控制結(jié)構(gòu)作為窗口，構(gòu)成集減振控制、消防、教學(xué)、科普、觀賞于一體的建筑結(jié)構(gòu)體 系。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電視塔TMD減振控制阻尼層的建筑結(jié)構(gòu)體系，其特征在于 所述塔體為由鋼骨混凝土核心筒(4)和鋼管網(wǎng)格外筒(5)組成的結(jié)構(gòu)體系，所述承接架(1) 由若干根斜鋼柱和斜鋼支撐固定連接而成，所述天線桅桿O)由鋼柱、若干根水平鋼支撐 和斜鋼支撐組成，所述承接樓層(3)中設(shè)有鋼管和鋼板構(gòu)成的剪力墻核心筒(6)；所述鋼管 鋼板剪力墻核心筒(6)的鋼管柱通過(guò)承接架(1)相貫承接天線桅桿O)；通過(guò)承接式連接 在塔頂形成開(kāi)放式阻尼層(7)；通過(guò)承接式連接方式，在塔頂形成除核心筒外的大空間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電視塔TMD減振控制阻尼層的建筑結(jié)構(gòu)體系，其特征在 于在承接樓層(3)上，其核心筒(6)的鋼管柱通過(guò)與斜鋼柱、斜鋼支撐組成的承接過(guò)渡段 構(gòu)成承接架(1)，所述承接架(1)與天線桅桿(2)承接，天線桅桿(2)為格構(gòu)式結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電視塔TMD減振控制阻尼層的建筑結(jié)構(gòu)體系，其特征在于 所述天線桅桿(2)上部為格構(gòu)或箱式結(jié)構(gòu)，下部為至少八邊形的多邊形格構(gòu)式結(jié)構(gòu)；所述 鋼管網(wǎng)格外筒(5)的豎向承重構(gòu)件采用鋼管混凝土柱，斜支撐和環(huán)梁采用圓鋼管。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電視塔TMD減振控制阻尼層的建筑結(jié)構(gòu)體系，其特征在于 所述多功能阻尼層(7)以TMD減振系統(tǒng)作為窗口，布置上下兩層參觀通道(10)、供科普教學(xué)的科技展示廳(11)和阻尼控制室(12)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電視塔TMD減振控制阻尼層的建筑結(jié)構(gòu)體系，其特征在于 所述的大容量消防水池(8)采用混凝土結(jié)構(gòu)，水池沿高度分兩級(jí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電視塔TMD減振控制阻尼層的建筑結(jié)構(gòu)體系，其特征在于 所述大容量消防水池(8)底部與樓面布置雙向滑軌限位支座(1 、TMD限位阻尼裝置(14)、 橡膠支座，水池頂部與樓層底布置限位抗扭支座，每個(gè)限位抗扭支座分別通過(guò)6個(gè)連接件 (15)定位。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電視塔TMD減振控制阻尼層的建筑結(jié)構(gòu)體系，其特征在于 所述大容量消防水池(8)進(jìn)水管(16)和出水管(17)由360度可擺動(dòng)消防進(jìn)水軟管構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電視塔TMD減振控制阻尼層的建筑集成方法及建筑結(jié)構(gòu)體系，建筑結(jié)構(gòu)體系包括塔體、承接架(1)、天線桅桿(2)和承接樓層(3)，在電視塔的塔頂設(shè)置具有TDM減振控制結(jié)構(gòu)的多功能阻尼層，所述多功能阻尼層包括兩個(gè)對(duì)稱布置的大容量消防水池及為所述消防水池供水的分級(jí)加壓泵補(bǔ)水設(shè)備，以保證常高壓消防水池的容量；利用大容量消防水池作為TMD減振控制結(jié)構(gòu)的質(zhì)量塊的主要組成部分；在兩個(gè)大容量消防水池的周邊預(yù)留有所述質(zhì)量塊的位移空間。本發(fā)明由于天線桅桿與塔體之間采用承接式連接，在塔頂形成除核心筒外的大空間，因此提高了電視塔的舒適度，并集減振控制、教學(xué)、科普、觀賞于一體，大大提高了建筑工程領(lǐng)域的整體水平。
文檔編號(hào)E03B11/00GK102051926SQ20101056320
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者吳樹(shù)甜, 周定, 李晶燦, 楊漢倫, 梁雋, 趙力軍, 鐘云華, 黃頻 申請(qǐng)人:廣州市設(shè)計(jì)院