负刚度TMD

风载下控制率提升

引入负刚度并在优化设计中兼顾静动态性能，该TMD在风荷载下对细长结构的峰值响应控制率可达传统TMD的1.36~1.5倍，并能以更小的质量比实现接近的减振效果。

苏宁 · Bian, Jing · Peng, Shitao · 陈昭庆 · 夏熠

International Journal of Mechanical Sciences 2023

参数信息

顺风向峰值响应控制率

35.68 %

横风向峰值响应控制率

62.22 %

控制率提升倍数（横风向）

1.50

质量比

0.01

技术优势

控制率提一半

在细长烟囱风荷载时程分析中，峰值顺风向和横风向响应控制率分别达到35.68%和62.22%，是传统TMD的1.36倍和1.50倍。

质量减八成

负刚度TMD在质量比为0.01时的控制性能接近质量比为0.05的传统TMD，有望为细长结构提供轻量化减振方案。

安装位置随便

设计方法考虑了负刚度元件的任意安装位置，不再受限于特定位置，增强了工程适用性。

应用场景

• 结构风振控制：用负刚度TMD替代传统TMD，提升风振控制率并减轻附加质量。
• 高层建筑减振：以更小质量比实现接近传统TMD的减振效果，降低对建筑空间和承载的要求。
• 细长结构减振：针对细长结构风致振动，提供兼顾静动态性能的优化设计方案。
• 烟囱风振控制：算例验证烟囱峰值响应控制率达62.22%，可直接指导烟囱减振设计。
• 调谐质量阻尼器：在传统TMD中引入负刚度，突破质量比限制，提升控制效率。