Upload
builiem
View
223
Download
5
Embed Size (px)
Citation preview
How to Prevent Damages from Wind-induce Vibration of tall
Building
รายชอสมาชก 1. นายฐตกร ปยะภญโญ 5230143621 2. นางสาวฐตมา วรตกพนธ 5230144221 3. นายเอกพล วรตกพนธ 5230629321 4. นายณฐดนย อทธวณชย 5230165421 5. นายเอกภพ จงกล 5230630921
Content
How wind cause the damage to the Building ?
How to prevent it ?
- PTMD
- TLD
- Oil damper
Which building that use it ?
Advantages and Disadvantages
Main Source of Building Vibration
Earthquake
Wind
Tacoma Narrow Bridge
How to prevent the damages
Structure
Device Tuned Mass Damper Tuned Liquid Damper Oil Damper Vibration Control Device etc.
• เ ป น ว ธ ก า รควบ คมก า ร ส น ไหว โดย ไ มใ ชพล ง ง านภ ายนอก โ ดยก า ร เพ มค ว ามห น ว ง ใ ห ก บ โ ค ร งส ร า ง เ ร ย ก ว า P A S S I V E D A M P I N G C O N T R O L
• หล ก ก า รส า คญ ค อ สล า ยพล ง ง านของก า ร สน ไหว ในแนวต ามย า ว • ต ว อ ย า ง อ าค า รท ต ดต ง ร ะบบ P T M D ไ ด แ ก C E N T E R P O I N T ใน เ ม อ งซ ด น ย ปร ะ เทศออส เตร เ ล ย , อ า ค า ร C N ใ น โตรอนโต , อ าค า ร J O H N H A N C O O K ในบอสต น , แ ล ะอ าค า ร ไท เป 1 0 1 ไ ตหว น ฯลฯ
Pendulum tuned mass damper (PTMD)
Tuned mass damper ของอาคารไทเป 101 ทไตหวน : ใชลกตมเหลกหนก 662 ตน มเสนผาศนยกลาง 5.5 เมตร อยระหวางชนท 88-92
ปจจยในการท าให PTMD มประสทธภาพสงม 2 ประการคอ 1. ความถธรรมชาตของ PTMD ตองถกปรบใหเทากบความถธรรมชาตของโครงสราง 2. เลอกอตราสวนความหนวง (damping ratio) ของ PTMD อยางเหมาะสม
ถาความหนวงนอยเกนไป ท าใหลดพลงงานการสนไดนอย
ถาความหนวงมากเกนไป ระบบ PTMD จะไมสามารถท างานไดด เนองจากมวลของ PTMD เคลอนตวไดนอย
Pendulum tuned mass damper (PTMD)
• มวลตมถวงน าหนกแทนดวยสญลกษณ m • ความยาวเชอกแทนดวยสญลกษณ L (ไมคดน าหนกของเชอก) • แรงเสยดทานของลกตมเพนดลม แทนดวยสญลกษณ c • คา damper ทตดระวางมวลลกตมเพนดลม กบโครงสราง แทนดวยสญลกษณ d
Pendulum tuned mass damper (PTMD)
Steady state response : เมอ F เปน Periodic มความถ Ω และแอมพลจด F0
EOM :
Pendulum tuned mass damper (PTMD)
Pendulum tuned mass damper (PTMD)
Steady state response :
Phase shift
Amplifi-cation
Pendulum tuned mass damper (PTMD)
• การตอบสนองต าสด เมอโครงสรางไดรบการกระตนท ความถธรรมชาต เมอ damping ratio =0 • เมอเพมคา damping ratio จะชวยลดจด peak ของการกระตน • ในการใชงานจรง โครงสรางจะถกกระตนทความถเปนชวง ไมใชทความถเดยว ดงนน ควรออกแบบ PTMD ใหลดการตอบสนองไดต าสดในชวงรอบๆความถธรรมชาต
• เ ป น ก า ร เ พ ม D A M P I N G ข อ ง โ ค ร ง ส ร า ง โ ด ย ใ ช ข อ ง เ ห ล ว เ ป น ต ว ค ว บ ค ม
Tuned liquid damper
a
b
h
คาความถธรรมชาตของกระกระเพอม (Sloshing)
อตราสวนของความหนวงสงสด (Optimum Damping Ratio)
ตวอยางการค านวณ TLD
ก าหนด : ความถธรรมชาตของอาคาร (ω) = 5 rad/sec
อตราสวน h/a = 1/2
h/b = 1/3
a
b
h
จากสมการ
หาคา a = 1.13 m
h = 0.565 m
หาคา damping ratio = 0.07
* * M E C H A N I C A L M O D E L O F D A M P E R * *
Oil Damper
-การสลายพลงงานในการสน (Vibration Energy) ของโครงสราง ลด แรงสนสะเทอน ดวยการเพมความหนวงโดยใชน ามนเปนตวชวยในdamper - Oil damper จะตองม Fixed Support
Oil Damper
Oil Damper Shiodome tower
Oil Damper
“Oil damper Earthquake engineering”
Oil Damper
“Dampers for earthquake protection”
Oil Damper
ขอด ขอเสย
1.น าหนกเบา 1.ลดแรงสนสะเทอนไดนอยกวา TMD
2.เหมาะส าหรบงานโครงสรางทขนาดไมใหญมากนก
2. สามารถลดการสนสะเทอนไดเพยงแนวเดยว
3.ราคาถกเมอเทยบกบMass Tune Damper 3. ตองตดตงหลายชนในตก1ตก จงจะมประสทธภาพ
Taipei 101
Tuned Mass Damper
Example : VDO
Rincon Hill
Tuned Liquid Damper
Tuned Liquid Damper
Tokyo SkyTree
Vibration Control Device
Comparison
Advantages Disadvantages
Tuned mass Damper Effective Require large Area
Tuned liquid damper Easy , not complicate Require Area
Oil damper Compact Many places to setup
Vibration control device
New technology Still in development process
Reference
Development of a Wind Vibration Control Device for the Tokyo Sky Tree , Mitsubishi Heavy Industries Technical Review Vol. 49 No.1 (March 2012)
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Marina_bay_sands_night_skypark_2010.JPG http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=FJkYnCh47nA http://www.structuremag.org/article.aspx?articleID=1273 http://en.wikipedia.org/wiki/Tuned_mass_damper http://www.youtube.com/watch?v=ttDpEQULxrI http://continuingeducation.construction.com/article_print.php?L=5&C=415 http://www.techeblog.com/index.php/tech-gadget/tuned-mass-damper http://continuingeducation.construction.com/article_print.php?L=5&C=415 http://projectce18tu.blogspot.com/ VIBRATION TESTS OF ACTUAL BUILDINGS WITH SEMI-ACTIVE SWITCHING
OIL DAMPER ,Kan SHIMIZU, Toshikazu YAMADA, Jun TAGAMI and Haruhiko KURINO, 13th World Conference on Earthquake Engineering ,Vancouver, B.C., Canada ,August 1-6, 2004 ,Paper No. 153
Trends In The Structural Design Of High-Rise Steel Structures in Japan , Toru Kobori
Thank you for attention.