1、基本概念
調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（TMD）結(jié)構(gòu)應(yīng)用的現(xiàn)代思想最早來源于1909年Frahm研究的動力吸振器。它由一個(gè)小質(zhì)量m和一個(gè)剛度為k的彈簧連接于彈簧剛度為K的主質(zhì)量M的物體上。在外部簡諧荷載作用下，可顯示出當(dāng)所連接的吸振器的固有頻率被確定或調(diào)諧為激勵(lì)頻率時(shí)，主質(zhì)量M能夠保持完全靜止。這種通過調(diào)整TMD系統(tǒng)與主體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量比、頻率比和TMD系統(tǒng)的阻尼比等參數(shù)，使系統(tǒng)能夠吸收更多的振動能量，從而大大減輕主體結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)，這就是TMD吸振原理。
調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（TMD），通過技術(shù)手段，使其固有振動頻率與主體結(jié)構(gòu)所控振型頻率諧振，安裝在結(jié)構(gòu)的特定位置處，當(dāng)主體結(jié)構(gòu)發(fā)生振動時(shí)，其慣性質(zhì)量與主體結(jié)構(gòu)受控振型發(fā)生諧振，來吸收主體結(jié)構(gòu)受控振型的振動能量，從而達(dá)到抑制受控結(jié)構(gòu)的振動效果。
2、構(gòu)造組成
調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD)主要部件有質(zhì)量塊、支承橡膠（或支承導(dǎo)軌）、彈簧或吊索、阻尼器、過載緩沖器、支座等部件組成，見圖1所示，可在無侵蝕室內(nèi)環(huán)境中基本實(shí)現(xiàn)永久性使用。
圖1：TMD結(jié)構(gòu)示意圖
3、特點(diǎn)
TMD 阻尼器具有以下顯著特點(diǎn)：
1）能有效衰減主體結(jié)構(gòu)的振動反應(yīng)：在合理選取質(zhì)量、剛度系數(shù)、阻尼比等結(jié)構(gòu)體系調(diào)諧參數(shù)的情況下，主體結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)（位移、加速度）可衰減30%~60%，可有效衰減主體結(jié)構(gòu)在各種外部荷載作用下（地震、風(fēng)、海浪、人行荷載等）的振動反應(yīng)；
2）可充分利用主體結(jié)構(gòu)已有的結(jié)構(gòu)作為TMD系統(tǒng)，不必專門設(shè)置調(diào)諧裝置；
3)采用TMD系統(tǒng)對于某些難以采取傳統(tǒng)加強(qiáng)措施的結(jié)構(gòu)，如高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)、高層塔架結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)、海洋平臺等重大結(jié)構(gòu)，提供了一條難以替代的減振措施；
4)節(jié)省工程造價(jià)：由于TMD系統(tǒng)對主體結(jié)構(gòu)的減振作用明顯，所以主體結(jié)構(gòu)可以減小構(gòu)件截面尺寸、減小配筋、優(yōu)化節(jié)點(diǎn)連接方式；
5)不僅適用于新建結(jié)構(gòu)的減振控制，而且也適用于已有建筑的減振控制。
4、主要控制依據(jù)
《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010表3.7.7條規(guī)定了民用建筑樓蓋結(jié)構(gòu)應(yīng)具有的舒適度限值。樓蓋結(jié)構(gòu)的豎向振動頻率不宜小于3Hz，豎向振動加速度峰值不應(yīng)超過表1的限值。
根據(jù)我司過去項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，跨度大于30米的鋼結(jié)構(gòu)樓蓋及跨度大于36米的混凝土樓蓋較難滿足表1的要求，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)特別注意進(jìn)行復(fù)核。不滿足時(shí)，可采用在梁側(cè)或板底增設(shè)TMD。
表1 樓蓋豎向振動加速度限值
| 活動環(huán)境 |
峰值加速度限值（m/s2） |
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豎向自振頻率≤2Hz |
豎向自振頻率≥4Hz |
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|
住宅、辦公 |
0.07 |
0.05 |
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商場、連廊 |
0.22 |
0.15 |
5、連接方式
調(diào)諧質(zhì)量阻尼器TMD通常采用高強(qiáng)螺栓或焊接的方式實(shí)現(xiàn)連接。
6、布置方式
調(diào)諧質(zhì)量阻尼器TMD可以根據(jù)其產(chǎn)品的特點(diǎn)采用懸掛式，或支撐式（上部附著式、下部附著式）。
7、適用范圍
TMD主要用于解決以下問題：
1）高層、超高層建筑的抗風(fēng)、抗震；
2）大跨度結(jié)構(gòu)及人行天橋、空中連廊或連體結(jié)構(gòu)的豎向舒適度；
3）電視塔、風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架、海洋平臺等的水平及豎向振動；
4）基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備等的減振。
8、產(chǎn)品標(biāo)識
產(chǎn)品的具體標(biāo)識方法如下：
示例說明：
TMD-H-1000-0.6，表示：調(diào)諧質(zhì)量阻尼器、橫向振動形式、質(zhì)量塊重量為1000kg、調(diào)諧頻率為0.6Hz。
TMD-S-500-0.8，表示：調(diào)諧質(zhì)量阻尼器、豎向振動形式、質(zhì)量塊重量為500kg、調(diào)諧頻率為0.8Hz。
我司可根據(jù)不同項(xiàng)目要求定做各種型號的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器。
