基于TMD体系的抗震结构系统的研究与改进措施

2021-11-04刘伟鑫

绿色环保建材 2021年9期

刘伟鑫

中国矿业大学

1 引言

TMD体系由于无须对建筑主体结构进行特殊设计和改造，且有着良好的减振效果，已被工程界广泛应用。但在应用中发现传统TMD结构有着很多不足，如增加了结构重量和施工成本；减振效果会受到TMD系统自振频率和主体结构频率的调谐程度的影响；对高层建筑结构抗震效果不明显等。所以研究人员对传统TMD体系进行了改良，以适应不同类型建筑物的抗震需求。本文主要分析了三种典型改良方案，分别为“多重调谐质量阻尼器（MTMD）系统”“AMTMD主动控制策略”和“TMD-NES复合形式的结构调谐减振控制”，它们为结构抗震技术的进步做出了巨大贡献。

2 TMD体系的减振机理

调谐质量阻尼器（TMD）是指在结构中加入一块惯性质量配重，并用弹簧或者阻尼器将配重与主体结构相连接，利用共振原理调整结构的动力特性的一种减振系统。该体系属于被动控制，可以控制主体结构的某一特定振型从而达到隔离地震和消能减震的目的。具体原理为：当质量块受到外激励而发生位移时，振子由于惯性就会产生与之方向相反的相对位移，这种初位移使TMD系统开始发生自振，当自振频率与主体结构的振动频率或者激励频率调谐时，连接主体结构和质量块的弹簧或阻尼器就会对主体结构施加与其振动方向相反的力来抵抗扰动力，消耗能量，使主体结构的振动反应衰弱。