电涡流阻尼调谐质量阻尼器(TMD)样本2012.5.17
质量调谐阻尼器和调频液体阻尼器
调谐质量阻尼器的早期研究
为了增强用于减小主系统最大动力响应的吸振器的效果： 为了增强用于 减小主系统最大动力响应 的吸振器的效果： 减小主系统最大动力响应的吸振器的效果 研究者们尝试了通过引入非线性吸振器弹簧 来 研究者们尝试了通过引入 非线性吸振器弹簧来加宽调谐 非线性吸振器弹簧 频率范围，Roberson(1962 1962) 频率范围 ， Roberson(1962) 研究了将动力吸振器支承于主 系统的没有阻尼的线性弹簧上的动力响应。他将“消除带” 系统的没有阻尼的线性弹簧上的动力响应。他将“消除带 ” 定义为主系统幅值小于 1 的共振峰值之间的频率带。 定义为 主系统幅值小于1 的共振峰值之间的频率带 。 非线 主系统幅值小于 性吸振器的这个带宽很清楚地表明了比线性吸振器要宽得 性吸振器的这个带宽很清楚地表明了比线性吸振器要宽得 的这个带宽很清楚地表明了 多。 Pipes(1953)研究了有双曲正弦特征的强化弹簧， Pipes(1953)研究了有双曲正弦特征的强化弹簧，并得出 1953 阻止尖锐共振峰的出现 弹簧中非线性的影响是要阻止尖锐共振峰的出现， 弹簧中非线性的影响是要阻止尖锐共振峰的出现，并将相 对小幅值的奇次谐分量引入吸振器和主系统的运动中。 对小幅值的奇次谐分量引入吸振器和主系统的运动中。
调谐质量阻尼器
上海蓝科建筑减震科技股份有限公司 2020.3.7
蓝科减震：
1、悬挑梁采用型钢制作,其材质应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700或《低合金高强度结构钢》GB/T1591中的规定。2、用于固定悬挑梁的U型 钢筋拉环或锚固螺栓材质应符合现行国家标准《钢筋混凝土用钢第1部分:热轧光圆钢筋》GB1499.1中HPB235级钢筋的规定。3、脚手架钢管应采用现行 国家标准《直缝电焊钢管》GB/T13793或《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091中规定的Q235普通钢管,钢管的钢材质量应符合现行国家标准《碳素结 构钢》GBT700中Q235级钢的规定。每根钢管的最大质量不应大于25.8kg。新钢管表面应平直光滑,不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕 和深的划道,钢管要有产品质量合格证、质量检验报告钢管材质检验方法应符合现行国家标准全属拉伸温拉伸试验方法》GB/T228的有关规定,质量和钢 管外径、壁、端面等的偏差应符合建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JG130的有规定,应涂有漆旧钢管表面锈蚀深度、钢管弯曲变形应符合《建筑 工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130的有关规定。锈蚀检查应每年一次检查时,应在锈蚀严重的钢管中抽取3根,在每根锈蚀严重部位横问断取检 查当的深超过规定值时不得使用钢管上严禁打孔。4、扣件应采用可锻铁或钢制作,其量和性能应符合现行国家标准《管脚手架扣件》GB15831的要求,采 用其他材制作的扣件,应经试验证明其质量符合该标准的规定后方可使用扣应有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品合格证。扣件进入施工现 场应检查产品并应进行抽样复试扣件在使用前应逐个挑选,有裂,变形、照出现治禁使用。扣件在螺栓拧扭矩达65Nm时,不得发生。新、扣件均应进行锈 处理5、设架子前应进行保养,除统一涂色,环保观应符合现行行业标准《建筑施工木脚手架安全技术规范》JGJ64的相关规定。7、安全网采用密目式安 全立网,应符合下列要求:(1)网目密度不低于2000目/100cm3(2)网体各边缘部位的开眼环扣必须牢固可靠,孔径不低于1mm(3)网体缝线不得有跳针、露缝, 缝边应均匀(4)一张网体上不得有一个以上的接,且接缝部位应端正牢固:(5)不得有断沙、破洞、变形及有碍使用的编织缺陷:(6)阻燃安全网的续燃、阻燃 时间均不得大于4s使用的安全网必须有产品生产许可证和质量合格证,以及由相关建筑安全监督管理部门发放的准用证:(7)做耐贯穿试验不穿 透,1.6×1.8m的单张网重量在3kg以上(8)颜色应满足环境效果要求,选用绿8、连墙件材料用钢管或型钢制作,其材质应符合现行国标准《碳素钢结构》 GB/T700中Q235级钢或《低合金强度结构钢》GBT1591中Q345级钢的规定9、可调底座的底板和可调托座托板宜采用Q235板制作,厚度不应小于5mm,允 许尺寸偏差应为0.2mm,示力面钢板长度和宽度均不应小于150mm:承力面钢板和丝杆应采用环焊,并应设置加劲片或加劲拱度:可调托座托板应设置开口 挡板,挡板高度不应小于0mm10、可调底座及可词托杆与螺合长度不得小于6,螺母厚度不得小于30mm,插入立杆内的长度不得小于150mm主要材料参数 表定距定位。根据构造要求在建筑物四角用尺量出内、外立杆离墙距离,并做好标记:用钢卷尺拉直,分出立杆位置,并用小竹片点出立杆标记;垫板、底座 应准确地放在定位线上,垫板必须铺放平整,不得悬空。在搭设首层脚手架过程中,沿四周每框架格内设一道斜支撑,拐角处双向增设,待该部位脚手架与主 体结构的连墙件可拉结后方可拆除。当脚手架操作层高出连墙件以上两步时,宜先立外排,后立内排。其余按以下构造要求搭设。本工程脚手架地基础部 位应在回填土完后夯实,采用强度等级不低于C15的混凝土进行硬化,混凝土化厚度不小于10cm地基承载能力能够满足外脚手架的搭设要求(具体计算数据 参阅脚于计算书),立杆垫板或底座面标高高于自然地坪50mm100mm,两侧设置排沟,排水证垫板尺寸采用长度不少于2厚度不小于50mm、宽度不小于 200mm的垫板或槽钢。【扣件式脚手架】【型钢挑脚手(件式)1、立杆设置(1)立杆采用对接接头连接,立杆与纵小平杆采用直角扣件连。接头位置交错布 置,两个相邻立杆接头避免出现在同步同内,并在高度方向错开的离不小于50cm;各接头中心距节点的正离不于步的13(2)上部单立杆与下部双立杆接处,采 用单立杆与双立杆之中的一根对接连接。主立杆与立杆采用旋转扣件连接,件数量不应少于2个。每根立杆底部应设置块,并且必须设置纵、横向地纵向 地杆应采用直扣件固定
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪பைடு நூலகம்
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
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质量调谐阻尼器和调频液体 阻尼器
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
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Evaluation 它将影响吸振器的性能。
Evaluation only. ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2 Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
调谐质量阻尼器的组成与机理
调谐质量阻尼器由质块，弹簧与阻尼系统组成。 当结构在外激励作用下产生振动时，带动 TMD 系统 一起振动，TMD系统产生的惯性力反作用到结构上，
Evaluation only. 调谐这个惯性力，使其对主结构的振动产生调谐作用，
ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2 从而达到减小结构振动反应的目的。 Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
调谐质量阻尼器的应用
阿联酋 28 层七星级大酒店，为了抵抗地震和风振，在弧 形支撑杆内安装了单自由 度摆动的TMD系统，实现减振。
阻尼质量平行加装于一个吸振器。在这种情况下，当阻尼 频率被精确调谐到激励频率时，主系统将保持静止，但在 该情况下，消除带也变小了。
调谐质量阻尼器的早期研究
Snowdon研究了其他可能的吸振器形式，如三单元吸振 器，显示如果第三单元与阻尼器串联，主系统幅值能减小 15％～30％，但这种减小对频率是非常敏感的，在实际中
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调谐质量阻尼器(TMD)在高层抗震中的应用解析
调谐质量阻尼器（TMD）在高层抗震中的应用摘要：随着经济的发展，高层建筑大量涌现，TMD系统被广泛应用.越来越多的学者对TMD系统进行研究和改进.本文介绍了TMD系统的基本工作原理，总结了其各种新形式，分析了它的研究现状，并指出了两个新的研究方向等。
关键词：TMD系统高层建筑抗震原理发展应用The use of the tuned mass damper in the seismic resistanceof the high—rise buildingAbstract：With the economic development，the high—rise buildings spring up, then，the tuned mass dampers are extensively used。
More and more scholars research and improve the tuned mass damper. This thesis introduces the operating principle of the tuned mass damper，summarizes many new forms of the tuned mass damper, analyzes its research status and even points out two new research directions。
Keyword: the tuned mass damper the high—rise building seismic resistance principle development use1。
引言随着社会经济的快速发展，城市人口密度不断增长,城市建筑用地日益紧张，高层建筑成为城市化发展的必然趋势［1-3］。
高层及超高层建筑的不断涌现，加上建筑物的高度和高宽比的增加以及轻质高强材料的应用，导致结构刚度和阻尼不断下降。
调谐质量阻尼器施工方案
调谐质量阻尼器施工方案1. 引言调谐质量阻尼器（TMD）是一种被广泛应用于结构抗震领域的 passively controlled device。
它通过在结构中引入质量和阻尼来减小结构的振动响应，从而提高结构的抗震性能。
本文将介绍调谐质量阻尼器的施工方案，包括选用材料、设计原理、施工流程等内容。
2. 选用材料在进行调谐质量阻尼器施工前，首先需要选用合适的材料。
常见的调谐质量阻尼器材料包括钢、铅、聚合材料等。
其中，钢材是较为常用的选择，具有较高的密度和强度，能够提供足够的质量以阻尼结构的振动。
此外，钢材还具有良好的可塑性和耐腐蚀性，适用于不同的施工环境。
3. 设计原理调谐质量阻尼器的设计原理是通过将其与结构相连，通过质量和阻尼的作用减小结构的振动幅值。
具体而言，设计原理包括以下几个方面：3.1 质量选择根据结构的特点和需求，在设计过程中需要选择合适的质量。
质量的大小会直接影响调谐质量阻尼器的阻尼效果，一般情况下，质量的选择应保证调谐质量阻尼器的质量足够大，但又不能过大，避免对结构整体产生不必要的影响。
3.2 阻尼选择调谐质量阻尼器的阻尼特性也是设计中需要考虑的重要因素。
阻尼的选择应根据结构的振动特性和设计要求进行。
一般地，阻尼器可以选择线性阻尼或非线性阻尼，具体情况可以进行仿真分析或实验研究。
3.3 安装位置选择调谐质量阻尼器的安装位置选择也是设计中的重要考虑因素。
一般情况下，调谐质量阻尼器可以安装在结构的关键部位，如梁、柱等。
通过合理选择安装位置可以最大限度地减小结构的振动响应。
4. 施工流程调谐质量阻尼器的施工流程主要包括材料准备、安装和调试等步骤。
4.1 材料准备在施工前，需要进行材料准备工作。
首先，根据设计要求选购符合规格要求的调谐质量阻尼器材料。
其次，对选购材料进行仔细检查，确保材料无损伤和质量问题。
4.2 安装安装调谐质量阻尼器时，首先需要进行结构的准备工作，如清理施工面、确定安装位置等。
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46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
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47、采菊东篱下，悠然见南山。
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48、啸傲东轩下，聊复得此生。
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49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
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50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
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调谐质块阻尼器
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工作原理
风对高层建筑的影响有多大？一般说，在正常的风压状态下，距地面高度为10米处，如风速为5米/秒，那么 在90米的高空，风速可达到15米/秒。若高达300-400米，风力将更加强大，即风速达到30米/秒以上时，摩天大 楼会产生晃动。纽约世贸中心在春季刮风时，通常摇晃偏离中心6-12英寸(15-30厘米)，在强飓风作用下，位移 可达3英尺(1英尺约等于30厘米)，设计按最大风力下的最大偏离为4英尺。
为了减少强风对建筑物的影响，防止高空强风及台风吹拂造成的摇晃，高层建筑通常会安装调谐质块阻尼器 （tuned mass damper，又称调质阻尼器）。调谐质块阻尼器通电后，一旦建筑物因强风产生的摇晃可以通过传 感器传至风阻尼器，此时风阻尼器的驱动装置会控制配重物的动作进而降低建筑物的摇晃程度。如果强风从北面 刮来，钢球就好比一个巨大的‘钟摆’摆向北面，使风阻尼器会产生一种与风向相反的‘力量’，从而‘消化’ 建筑物的摇晃程度 构造
03 起源
目录
02 目的 04 工作原理
调谐质块阻尼器(tuned mass damper)主要是安放在建筑物的较高层位置，是钟摆形式运作。Damper是一个 大约数百吨重的混凝土块，四边用弹簧连接，当有外力传于建筑物，建筑物的摆动会将能量传到damper，令 damper同时摆动。经过计算的damper会产生相反的摆动，这相反的摆动刚好与建筑物的摆动不同，所以可令建筑 物本身的摆动减少，不少摩天大楼都应用这系统建筑技术。
Den Hartog(Ormondroyd and Den Hartog，1928)最早研究了主系统中没有阻尼时的无阻尼和有阻尼动力 吸振器理论，他们提出了吸振器的基本原理及确定适当参数的过程。主系统的阻尼包含在Bishop和 Welboun(1952)提出的动力吸振器的分析中。紧接在上述工作之后，Falcon等(1967)设计了一个优化过程以获得 主系统的最小峰值响应和最大有效阻尼。
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电涡流阻尼调谐质量阻尼器
柳州东方工程橡胶制品有限公司
一、调谐质量阻尼器的优点及运用现状
调谐质量阻尼器主要是由质量块、弹簧系统和阻尼系统组成，简称TMD。是一种
特别适合减低高耸结构水平振动的吸能减振装置。研究结果表明，当TMD的自振频率
被调制到结构第一振型频率附近时，对结构的第一振型反应有较好的控制效果，但对高
阶振型反应的抑制较差。如果结构--TMD系统前二阶模态阻尼比等于结构阻尼比和
TMD阻尼比的平均值时，TMD能够有效地减小结构的地震反应。TMD已在高层建筑，
大型桥梁，电视塔，烟囱等很多结构上成功应用。
TMD的具体应用，在全世界范围已经有很多工程实例。美国70年代在波士顿的John
Hancock Building（1971年）和纽约的Citicorp Center（1978年）上装设了两个TMD装
置。据报道，两栋建筑物在风载下的加速度反应可衰减40%。日本从80年代至今，对
被动TMD开展了多方面的开发应用研究。1980年在Chiba Port Tower（125米）上设置
了支承式TMD装置，这是日本第一座设置TMD的塔，该塔经历了1987年12月17日
的近海地震（8级）的考验。另外采用TMD减振装置的还有英国的Kessock斜拉桥，
法国诺曼底大桥的悬臂施工阶段等。
TMD装置在我国也有很多应用，如九江长江大桥的吊杆，杨浦大桥，北京太平桥
大街道两座人行天桥，黄山太平湖大桥的主塔，虎门大桥辅航道桥悬臂施工阶段等。在
高层建筑中，上海东方明珠和南京等电视塔上均安装了TMD减振装置。
二、电涡流阻尼调谐质量阻尼器
目前已有TMD产品存在的主要问题是阻尼构件与弹性元件易损耗、后期调节难、
需要较多的维护等。为此，柳州东方工程橡胶制品有限公司和湖南大学联合研制了一种
抗疲劳、长寿命、无需维护的减振器—电涡流阻尼调谐质量阻尼器。
1、电涡流阻尼调谐质量阻尼器的基本结构：
电涡流阻尼调谐质量阻尼器主要是采用悬臂梁作为整个阻尼器的刚性连接元件，圆
柱拉伸弹簧作为阻尼器的弹性元件，并通过摩擦较小的直线轴承导向，采用电涡流作为
阻尼元件。电涡流阻尼调谐质量阻尼器简称电涡流TMD。
与传统的TMD结构相比，电涡流TMD使用电涡流阻尼取代了传统的摩擦阻尼，
切割磁力线的导体与磁体分离，弹性原件通过摩擦较小的直线轴承导向。在整个电涡流
TMD工作过程中，通过调节质量块的有限行程调整电涡流TMD的阻尼系数；导体与产
生磁场的构件没有任何接触的，从而大大地减小了整个结构的损耗。
2、电涡流阻尼技术：
当非磁性导体处于时变的磁场中或者在磁场中切割磁力线运动时，穿过导体的磁通
量就会发生连续变化，根据法拉第电磁感应定律，导体内就会产生相应的感生电动势，
从而形成类似漩涡的电流，即所谓的电涡流。根据楞次定律，电涡流同时会产生一个与
原磁场方向相反的新磁场。对于导体在磁场中切割磁力线运动的情况，还会形成阻碍二
者相对运动的阻尼力，如此循环的结构最终导致振动能量通过导体的电阻热效应被消耗
掉，这就是所谓的电涡流阻尼。
电涡流阻尼原理示意图
3、电涡流TMD的工作原理：
当结构振动时，带动电涡流TMD往复运动，固定在质量块的磁体会一起运动，从
而在固定的导体上产生抑制质量块相对运动的电涡流阻尼，通过电涡流阻尼，将振动能
量通过导体的电阻热效应消耗掉。
电涡流TMD
4、电涡流TMD的突出特点：
（1）具有理想的线性粘滞阻尼特性；
（2）阻尼系数简单连续可调；
（3）材料均为耐久性高的金属；
（4）无附加刚度；
（5）无工作流体，不会出现漏液问题；
（6）无接触无磨耗，不存在摩擦阻尼；
（7）在磁场中工作无需电源；
（8）结构简单，容易制造，成本较低。
三、电涡流TMD的应用范围
电涡流TMD可应用于以下工程结构的减振控制：
1、人行桥、40米以上大跨度钢箱梁桥、柔性桥梁、拱桥吊杆等桥梁结构；
2、高层建筑、电视塔及烟筒等高耸结构；
3、超高压输电塔或大跨越输电塔；
4、其他工程结构等。
四、电涡流TMD的在输电塔上的减振试验
国家电网中国电科院特高压线路杆塔试验基地—现场减振试验
1、断线冲击试验
自功频谱与频率关系曲线图
2、环境振动试验
随机减量法得到的输电塔一阶纵弯模态自由衰减振动信号
3、随机风振响应试验
现场试验结论
（1）以塔顶位移为基准的一阶弯曲模态的等效质量仅为输电塔总质量的11%，因此
输电塔减振用电涡流TMD的质量很小，具备可行性。
（2）研制的电涡流TMD具有安装简单、机构固有阻尼小、耐久性高的重要优点，
基本满足免于维护的减振要求。
（3）环境振动与断线冲击作用下的输电塔一阶纵弯模态的阻尼比增加值仍可达
0.03~0.04，实现了附加阻尼比为0.04左右的预期减振目标；随机风振响应的时程、均方
根值对比分析进一步验证了电涡流TMD的减振效果。
五：电涡流TMD的产品选型
我公司设计了一系列的电涡流TMD产品，其主要型号如下：
ECD100、ECD250、ECD500、ECD1000、ECD1500、ECD2000、ECD2500、ECD3000
共8个系列（有效质量以Kg为单位），其位移根据质量块的行程选取。
也可以根据实际工程要求设计TMD的有效质量等参数。