Инерционные колебания сооружений

Последние полвека отмечены беспрецедентным ростом строительства высотных зданий и сооружений, отличающихся сложностью архитектурных решений, свободой творческих концепций, искусством конструктивных подходов, что, несомненно, является следствием революционных усовершенствований методов проектирования.

Цифровые способы расчетов позволяют со значительно большей точностью прогнозировать поведение той или иной конструкции в условиях экстремальных нагрузок, а современные решения аэродинамической и динамической оптимизации дают возможность создавать архитектурные формы с высотностью и стройностью линий, считавшимися недостижимыми еще в недавнем прошлом.

Проектировочные решения становятся все более смелыми, и в случаях, когда применение традиционных методов снижения инерционных колебаний создает определенные ограничения, они преодолеваются путем использования регулирующих демпферов массы (TMD), колонных жидкостных демпферов (TLCD) и других новейших технических устройств. В настоящей статье рассматриваются несколько примеров решений проблемы инерционных колебаний, разработанных компанией Motioneering Inc., с использованием экспериментальной установки ветрового тоннеля компании RWDI.

Крупнейший TLCD в Северной Америке
 В качестве одного из основных примеров гашения колебаний можно назвать 308-метровую башню Comcast Center (известную также как One Pennsylvania Plaza) в Филадельфии (штат Пенсильвания, США). Здесь находится один из крупнейших в мире и, вероятно, самый большой в Северной Америке TLCD. Из-за достаточно узкого профиля здания демпфирование потребовалось предусмотреть лишь в одном направлении, в отличие от более распространенной конфигурации, которая предполагает наличие двух перпендикулярно расположенных водяных баков.

Первоначально расчетные ускорения значительно превышали допустимые параметры, необходимые для комфортного нахождения в здании, что потребовало достичь крайне высокого показателя соотношения масс для решения проблемы инерционных колебаний. Двигающаяся масса TLCD включает более 1 200 000 л воды, размещенных в баке необычной, практически квадратной формы. Увеличенная ширина бака потребовала разбивки его по длине для предотвращения смещения водяной массы от оси.

TLCD здания Comcast Center располагается в верхней части небоскреба на высоте 280 м над техническим этажом. Компания Motioneering Inc. также проектировала TLCD для здания Random House в Нью-Йорке (штат Нью-Йорк, США) – вес 644 тонн, и Wall Financial Centre в Ванкувере (провинция Британская Колумбия, Канада) – вес 417 тонн.

Полную версию статьи Вы можете скачать здесь

Текст ТРЕВОР ХАСКЕТТ, СКОТТ ГЕМБЛ, Motioneering Inc.,
СТОЯН СТОЯНОВ, RWDI, Канада