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TMD产品介绍

TMD产品介绍

调频质量阻尼器系统由配重质量、弹簧和阻尼元件组成,如图1.2所示。它将阻尼器系统自身的振动频率调整到结构振动的主要频率附近,通过TMD与主结构间的相互作用,可实现能量从主结构向调频质量阻尼器系统的转移,达到减小主结构振动的目的。

 

 

调谐质量阻尼器TMD

质量块

调频质量阻尼器主要是利用质量块与结构相对运动时质量块惯性力对结构的作用来实现减振的目的,在高层建筑中常采用混凝土楼板或专门制作的混凝土块或钢板等附加质量,而在电视塔中常采用塔楼中水箱作为质量块。一般而言,TMD质量块的重量越大越好,但质量的增加不一定与控制效果提高成正比。当其超过一定值以后,随着质量块的增加,振动控制效果提高并不明显,但TMD质量太大,势必造成结构的固有频率有较大幅度的降低而接近脉动风的频率,使响应增大,不仅起不到减振作用,反而加剧了结构的振动。另外,过大的质量块也会影响到建筑的使用功能,因此在实际工程中TMD的质量通常不会太大,一般取主体结构总质量的0.5%-2%左右。

弹簧系统

弹簧系统的作用是调整TMD自振频率,使之与结构的被控自振频率接近,以期达到对结构反应的较好控制。当TMD的频率比被控频率略小时,控制效果最好。弹簧系统可用普通的螺旋弹簧或用气动弹簧(通过调节气体压力来改变弹簧刚度)制作。

阻尼系统

TMD的阻尼系统主要用来耗散能量,所以TMD阻尼系统的实现与否是决定TMD系统能否起到较好控制效果的关键。通常采用油压阻尼器,它可以通过调节活塞面积和油的粘度来控制阻尼值。对于阻尼比的取值,一般认为随着TMD阻尼的增大,其减振效果更好。但由于TMD减振是通过其质量块与结构间的相对运动来抑制被控结构的振动,如果TMD的阻尼较大,其弹性元件的变形能就会被较多地消耗掉,使其质量块的振动强度减弱,从而削弱TMD的制振能力。TMD阻尼比的取值范围约为0.03-0.2。

TMD产品优点

TMD产品的优点主要包括以下几点:

(1)对结构功能的影响较小,频率可调,调节范围在±15%左右。根据现场动力特性实测结果来适当调整其频率,消除由于计算或施工等方面的原因导致的工程实际频率与计算频率不一致的不利影响,保证TMD系统减振的有效性。

(2)设有双向导向装置,有效消除非主振方向可能出现的摇摆或倾覆现象。

(3)力学性能可控且稳定,具有良好的耐久性(包括耐老化性能、疲劳性能)。

(4)构造紧凑合理,占用体积比较小,可控制最大高度,提高空间利用率。

(5)无须对主结构采取传统的加强措施(如加大断面、增强配筋、加强刚度、加设构件等),且减振效果明显,便于施工、安装、维护。

(6)节省结构造价。动力调频能将主体结构的动力反应明显衰减,因而使主体结构的

构件减少,构件断面减小,配筋减少,构造简单,施工简化等,明显节省结构造价。

(7)适用范围广:既能用于地震减震,也能用于风、海湾、机器振动或环境振动等各

种振动冲击或振动干扰的减振。

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