《TMD与TLD振动控制》是一份详细探讨振动控制技术的专业课件,主要关注调谐质量阻尼器(TMD)和调谐液体阻尼器(TLD)在建筑和工程结构振动管理中的应用。TMD是一种被动振动控制系统,通过附加的质量、弹簧和阻尼器来减少结构在外界激励下的振动。
调谐质量阻尼器的基本原理是通过一个附加的振动系统(TMD),当主结构受到振动时,TMD会随之振动,其产生的惯性力会反作用于主结构,通过调谐这个惯性力来降低主结构的振动。TMD的历史可以追溯到1909年Frahm的研究,他设计了一种由小质量、弹簧和主质量组成的吸振器,当调谐到特定频率时,可以使得主质量保持静止。
后续的研究工作致力于提高TMD的性能和效率。例如,Roberson在1962年引入非线性弹簧来扩大调谐频率范围,而Pipes研究了双曲正弦强化弹簧以避免尖锐共振峰。Snowdon和Srinivasan分别研究了不同类型的吸振器,如固体型和平行阻尼型,以提高减振效果。此外,Ioi和Ikeda、Randall等人提供了优化参数的设计方法,以适应不同阻尼条件。
TMD的实际应用案例包括台北101大厦和阿联酋的七星级酒店,这两者都采用了TMD系统来对抗风振和地震。而近年来,多调谐质量阻尼器(MTMD)的概念被提出,用于处理更广泛的频率范围,例如上海青浦电视塔就安装了多个MTMD,显著降低了风引起的振动。
进一步的创新是扩展TMD系统,发展成内部调谐质量阻尼器(ETMD),利用结构自身的设备或装置作为质量体来消耗振动能量。这种方法避免了增加额外质量的问题,减轻了结构负担,并在海洋平台振动控制中得到了应用,表现出优越的减振效果。
TMD和TLD系统是现代建筑和工程结构振动控制的关键技术,它们能够有效地减少地震、风力等外部因素对结构的振动影响,保证结构的安全性和稳定性。通过不断的研究和发展,这些技术已经能够适应各种复杂条件,提供更加精细和高效的振动解决方案。