下载文档原格式
高层建筑的风振控制研究摘要：高层建筑在风振作用下可能产生显著的振动，引起居住者或使用人员的不舒适感，降低生活质量或生产效率，因此结构抗风设计还必须满足舒适度的要求。
文中分析了高层建筑的外部风环境、内部风环，以及风振控制中的被动控制、主动控制和混合控制系统，这一研究对于高层建筑安全设计具有一定意义。
关键词：风振控制；建筑风环境；控制系统0 引言高层建筑和高耸结构正向着日益增高和高强轻质的方向发展，使得结构的刚度和阻尼不断下降，直接影响了高层建筑和高耸结构的正常使用。
建筑在风振作用下可能产生显著的振动，引起居住者或使用人员的不舒适感，降低生活质量或生产效率，因此结构抗风设计还必须满足舒适度的要求。
本文基于人员不舒适感分析了高层建筑风振控制，这一研究对于高层建筑安全设计具有一定意义。
1 高层建筑的风环境1.1 外部风环境根据高层建筑物的外形，相互布局情况及风的相对方向，有可能测得的建筑物外部环境的不舒适参数Ψ值，在风振舒适感控制中都是基于下述效应为基础。
（1）压力连通效应：当风垂直吹向错开排列的高层建筑物时，若建筑物间的距离小于建筑物的高度，则有部分压力较高的风流向背面压力较低的区域，形成街道风，在街道上形成不舒适区域。
（2）间隙效应：如图2所示，当风吹过突然变窄的剖面时（如底层拱廊），在该处形成不舒适区域。
图2 间隙效应（3）拐角效应：如图3所示，当风垂直吹向建筑物时，在拐角处由于迎面风的正压与背面风的负压连通形成一个不舒适的拐角区域；有时，当两幢并排建筑物的间距L≤2d（d为建筑物沿风向的长度）时，两幢间也形成不舒适区域。
图3 拐角效应（4）尾流效应：如图4所示，在高层建筑物尾流区里，自气流分离点的下游处，形成不舒适的涡流区。
图4 尾流效应（5）下洗涡流效应：如图5所示，当风吹向高层建筑物时，自驻点向下冲向地面形成涡流。
图5下洗涡流效应2.2内部风环境高层建筑的内部风环境是指，由于风荷载的作用，高层建筑受到脉动风影响而发生振动现象，这种振动会给生活或者工作在高层建筑内部人带来不舒适感，对高层建筑物的正常使用造成影响。
建筑楼盖调谐质量阻尼器振动控制
黄伟
【期刊名称】《声学与振动》
【年(卷),期】2024(12)1
【摘要】在动力吸振及优化的频率比、阻尼比研究的基础上,设计了调谐质量阻尼器,并基于实体模型开展了振动控制研究,其模态计算频率与设计频率一致。
随之,开展了建筑楼盖调谐质量阻尼器振动控制研究,与调谐质量阻尼器质点模型对比研究
结果肯定了实体模型设计及计算分析的准确性。
继而在此基础上,在有限元环境设
计了一种基于实体模型的主动型调谐质量阻尼器,振动控制分析结果及作动器出力
肯定了所提方法的有效性。
本研究对调谐质量阻尼器在工程应用层面具有指导意义,对主动、半主动等先进型调谐质量阻尼器开发提供了有效途径,具有一定的创新性。
【总页数】13页(P14-26)
【作者】黄伟
【作者单位】国机集团工程振动控制技术研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TU3
【相关文献】
1.顺风激励下高层建筑多重调谐质量阻尼器振动控制的参数研究(英文)
2.基于惯容
系统位置的调谐质量阻尼器的振动控制研究3.电涡流调谐质量阻尼器在钢-混凝土
组合楼盖振动控制中的应用研究4.钢制风力机塔架非线性预应力调谐质量阻尼器振动控制性能研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
中国高层建筑抗震设计方法及前景展望摘要随着社会的发展和科技的进步,我国高层建筑的数量不断增多,高度不断的增加,结构抗震分析和设计已经变得越来越重要。
本文论述了我国高层建筑的发展现状,介绍了目前使用的抗震设计方法,也对21世纪高层建筑抗震设防研究做出了展望。
关键词高层建筑;抗震;阻尼器;延性;柔性中图分类号tu2文献标识码a文章编号1674-6708(2010)27-0015-02随着社会的发展和科技的进步,世界各地的高层建筑犹如雨后春笋,迅速拔地而起,中国也不例外。
改革开放以来,俄国高层建筑的数量不断增多,高度不断的增加,结构抗震分析和设计已经变得越来越重要,尤其是在汶川大地震和玉树大地震之后,中国对建筑结构物的抗震研究越发重视。
高层建筑结构的抗震成为建筑物要考虑的重要问题。
1 我国高层建筑的现状近几年,中国的高层建筑进入一个飞速发展的阶段,除香港、北京、上海、深圳、广州等沿海城市之外,内地其它大中城市的高层建筑也在迅速发展。
随着高层建筑高度的不断攀升,抗震设防就显得尤为重要。
以下是中国各地高层建筑的部分实例:2 高层建筑抗震设计方法地震是一种自然现象,至今尚不能科学地定量、定时、定点预测,其破坏具有多发性、连锁性和严重性等特点。
对于一些超高层建筑物,目前很多设计已经不再局限于“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设防标准,对重要结构必要时可以高于上述标准,很多抗震设计思想和方法是在总结国内外工程震害经验的基础上提出来的。
2.1 阻尼器的使用进入20世纪以来,人们对建筑物抗振动能力的提高做出了巨大的努力,取得了显著的成果。
其中尤为重要的是阻尼器在结构抗震减灾中的运用。
人们利用阻尼器抗振、减震和吸能的特点,结合结构的动力性能,巧妙的避免或减少了地震对高层建筑的破坏作用。
目前,运用于高层建筑的结构调谐振动控制装置有多种:调谐质量阻尼器(tuned mass dampem,tmd)、调谐液体阻尼器(tuned liquid dampers,tld)、质量泵(mass pumps,mp)、摆式质量阻尼器、液体一质量控制器等。
调谐质量阻尼器的技术研究及工程应用1摘要：本文对调谐质量阻尼器的工作原理进行了系统分析并对其构造进行剖析，同时对TMD在结构振动与控制方面的应用进行系统研究，根据应用分析表明TMD在结构结构振动控制中起着着重要作用，尤其在高耸结构中效果更为显著。
关键词：调谐质量阻尼器，减振，工程应用随着建筑功能的多元化，同时结构计算方法和轻质高强材料的发展和使用，高耸、大跨度结构振动问题越来越引起业工程界和学术界的重视，从而带动了振动控制技术的迅速发展，调谐质量阻尼器是振动控制的主要形式之一，近年来，调谐减振技术的理论研究变得更加成熟，应用也更加广泛。
由于TMD能有效地衰减结构的动力反应，且构造简单，易于安装，维护方便，经济实用，已被广泛用作高层建筑、高耸结构及大跨桥梁的抗风装置。
1 概述TMD结构应用思想的最早来源是1909年研究的动力吸振器。
最早主要对单个无阻尼TMD系统进行研究，主要研究内容为如何确定TMD的最优参数，研究多集中于对结构控制效果和最优控制参数的理论研究。
为使TMD的控制效果达到最佳，即扩大其耗能能力，需要将TMD的振动频率调至结构振动频率附近并选用适当的阻尼。
但TMD减振也存在缺点，即鲁棒性较差，当实际频率比偏离最优频率比时，其控制效果会大幅下降，即结构所受激振力频带较窄的时候TMD的控制效果较优，而激振力频率随机性较强时，控制效果明显降低，而多重调谐质量阻尼器（MTMD）可以有效解决上述问题。
本文基于TMD参数有效域概念，对某建筑上的MTMD应用进行了设计，使得该建筑结构系统振动得到有效控制，且鲁棒性较稳定。
2 调谐质量阻尼器的工作机理调谐质量阻尼器是一个振动系统，其由质量为M的质量块、弹簧刚度为K的弹簧和阻尼系数为C的阻尼器组成。
该系统简化模型如图1所示。
它对结构进行振动控制的机理是：原结构体系由于加入了TMD，其动力特性发生了改变，原结构承受动力作用而剧烈振动时，由于TMD质量块的惯性而向原结构施加反方向作用力，从而使原结构的振动反应明显减弱。
高层结构设置TMD阻尼器减震效果郝敬师;王静;王兴国;葛楠【摘要】依据拉格朗日方程推导出了高层结构设置TMD减震阻尼器系统的运动方程,并根据龙格库塔法运用MATLAB编程求解.结果表明,设置TMD阻尼器以后,结构的位移、速度、弯矩等都有明显减小.该减震系统具有良好的减震性能,特别是当,M/m=1,μ=0.01,K0=104kN/m,C0=105kN/m.s时,减震效果最佳.【期刊名称】《河北联合大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(034)004【总页数】5页(P120-124)【关键词】调频质量阻尼器;拉格朗日方程;龙格库塔法;弯矩【作者】郝敬师;王静;王兴国;葛楠【作者单位】河北联合大学河北省地震工程研究中心,河北唐山063009;河北联合大学河北省地震工程研究中心,河北唐山063009;河北联合大学河北省地震工程研究中心,河北唐山063009;河北联合大学河北省地震工程研究中心,河北唐山063009【正文语种】中文【中图分类】TU976+.540 引言工程结构减震控制是指在工程结构的特定部位，装设某种装置(如隔震垫、阻尼器等)，或某种机构(如消能支撑、消能剪力墙、消能节点等)，或某种子结构(如调频质量阻尼器等)，或施加外力(外部能量输入)，以改变或调整结构的动力特性或动力作用。
这种使工程结构本身及结构中的人、仪器、设备、装修等的安全和处于正常的使用环境状况的结构体系，称为工程结构减震控制体系。
美国西雅图的76层哥伦比亚大厦，共安设了260个阻尼器，有效减小了风振动力反应(位移或加速度)。
人们对此已经做了大量的研究［1-3］。
本文根据结构动力学拉格朗日方程建立了系统的运动方程并用数值方法求解。
1 干摩擦板——复位弹簧减震系统的模型建立TMD减震阻尼器属于被动控制(Passive Control)［4，5］，即是一种无外加能源的控制，由控制装置随结构一起振动变形而被动产生控制力。
如图1所示，图中M为调谐质量，K0和C0分别为其刚度和阻尼，x0为质量块的位移。
标志塔调谐质量阻尼器TMD减振控制分析与应用一、TMD的减振原理TMD是通过与主体结构耦合，引入额外的质量和阻尼来减振的。
其基本原理是通过改变结构的动态特性，减小结构的振幅和响应。
TMD由两个基本部分组成，即质量和阻尼器，其中质量是由一个或多个质量体构成的，阻尼器则通过改变质量体的运动状态来消耗振动能量。
二、TMD的控制分析在TMD的控制分析中，需要确定质量体的质量、位置和阻尼器的阻尼系数。
而这些参数的选择需要根据主体结构的特性和振动特性进行合理的设计。
1.质量的确定：质量的选择需要考虑主体结构的刚度和自振频率，一般来说，TMD的质量应为主体结构的一小部分，以避免对结构的刚度造成过大的影响。
2.位置的确定：质量体的位置对于TMD的减振效果起着重要的作用。
一般来说，质量体应选择在主体结构的振动节点处，以达到最佳的减振效果。
3.阻尼系数的确定：阻尼器的阻尼系数直接影响着TMD的减振效果，过小的阻尼系数会导致无法有效减振，而过大的阻尼系数则会加大阻尼器的负荷。
因此，需要通过数值模拟或试验来确定最佳的阻尼系数。
三、TMD的应用TMD广泛应用于各种建筑和结构物中，包括高层建筑、桥梁、烟囱、标志塔等。
1.高层建筑标志塔：在高层建筑的标志塔中，由于自身的高度和形状造成的风振效应会引起结构的振动。
通过将TMD安装在标志塔的顶部，可以有效地减小风振引起的振动，提高结构的稳定性。
2.桥梁标志塔：桥梁标志塔常常会因为交通荷载和风荷载等环境激励的作用而产生振动。
应用TMD可以通过改变桥梁标志塔的动态特性，减小振幅和振动频率，提高桥梁的稳定性和舒适性。
3.烟囱标志塔：烟囱标志塔作为一个纤细结构，易受到风荷载的影响而产生振动。
通过在烟囱标志塔的适当位置安装TMD可以减小振幅，提高结构的稳定性，同时减少结构对周围环境的振动影响。
以上是对标志塔调谐质量阻尼器（TMD）减振控制分析与应用的详细介绍，TMD作为一种有效的减振装置，在工程实践中具有广泛的应用前景。
某学校屋顶操场大悬挑屋盖的舒适度分析及控制【摘要】采用动力弹性时程方法，对深圳市某小学屋顶操场周边大悬挑结构进行正常使用下振动舒适度及振动控制分析。
计算结果表明，在考虑跳绳、跑步、队列跑操动力荷载作用下，悬挑屋盖舒适度无法满足要求。
通过设置调谐质量阻尼器等减震措施，可以有效减少屋盖的竖向加速度峰值，从而使屋盖满足舒适度要求。
【关键词】屋顶操场，大悬挑，舒适度，调谐质量阻尼器一、工程概况某小学改扩建工程，主教学楼地上两层、地下两层，房屋总高度8.2m，结构形式为钢筋混凝土框架结构，嵌固端位于地下室顶板。
其中地下二层为停车库，兼做人防，地下一层主要为设备机房，一层及二层为教室、教室办公室等教学用房。
由于本项目场地条件限制，将屋顶作为操场使用。
同时由于规划面积的要求，屋面面积比底层面积较大，因此，屋面周边普遍为悬挑结构，局部最大悬挑跨度约11m。
为减小悬挑长度、降低结构成本，结合建筑功能要求，将局部框架柱从二层板面标高以上向外斜伸，设置斜柱。
最终屋面悬挑跨度约为8m。
项目效果图见图1，结构悬挑部位三维模型见图2。
图1 项目效果图图2 结构三维模型（局部）二、屋盖舒适度分析根据《建筑屋盖结构振动舒适度技术标准》（以下简称《舒适度标准》）4.2.2条的规定，有节奏运动为主的屋盖结构，在正常使用时屋盖的第一阶竖向自振频率不宜低于4Hz，看台、室内运动场地竖向振动有效最大加速度不应大于0.50m/s2，考虑到本项目屋面作为运动场地使用，有必要对屋盖舒适度进行分析。
计算时，其竖向振动有效最大加速度限值参考室内运动场地，按照0.50m/s2取值。
2.1 分析模型本工程采用SAP2000对大屋面悬挑区域屋盖进行舒适度分析，主要包括自振频率分析及人行激励作用下屋盖竖向振动加速度分析。
根据建筑使用要求，屋盖上结构附加恒载（不含楼板自重）为10kN/m2，活荷载按照5 kN/m2。
悬挑主梁截面采用600x1500，次梁截面采用400x1500，楼板厚度取为150mm，典型位置结构布置见图3，结构有限元模型见图4：图3 典型位置结构布置图4 结构有限元模型2.2 屋盖自振频率对屋盖有限元模型进行模态分析，计算得楼板前三阶竖向自振频率及阵型如下：由上表可知，屋面竖向震动自振频率均大于4Hz，满足规范要求。
基于调谐质量阻尼器的大跨度楼盖舒适度分析发表时间：2018-04-19T14:37:49.263Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第33期作者：付仰强王宁[导读] 立足于某体育场大跨度楼盖，提出一种新型的调谐质量阻尼器，并通过对某体育场馆大跨楼盖的舒适度分析。
中国中元国际工程有限公司北京 100089 摘要：立足于某体育场大跨度楼盖，提出一种新型的调谐质量阻尼器，并通过对某体育场馆大跨楼盖的舒适度分析，实现了大跨楼盖的竖向加速度控制。
分析结果表明，该TMD能够满足应用要求，同时显著改善大跨楼盖的舒适度。
关键词：TMD；舒适度分析；减振控制引言近年来，随着经济建设与文化发展的需要，轻质、高强建筑材料及新型结构体系的普及使得大跨度楼盖在体育场馆、会展中心、大型候机（车）厅等公共建筑中的应用日益广泛，人致振动作用下结构的振动响应及舒适度问题也愈发突出。
传统楼盖设计，为了防止过大的人致振动响应，一般采用将结构自振频率与人致激励频带相隔离的方法[1-3]。
频率隔离法虽较为简单，易于工程应用，但该法设计的楼盖偏于保守，经济性较差，无法考虑楼盖各阶模态质量、阻尼特性，难以有效准确地评价楼盖振动舒适度性能。
鉴于减振效果显著、易于实现、经济性好的优点，调谐质量阻尼器越来越多的用于人行天桥、大跨楼盖结构的竖向振动舒适度控制[4-6]。
本文基于实际的工程应用，提出一种新型的调谐质量阻尼器；针对不同的人致激励下某运动场地大跨楼盖的振动舒适度进行了分析，提出了基于该TMD的减振控制方案，对大跨楼盖的舒适度控制给出了一些建议。
1 一种新型调谐质量阻尼器调谐质量阻尼器（Tuned Mass Damper，简称TMD）采用调谐吸振的减振策略，是一种依靠在结构某部位施加惯性质量，并配以弹簧单元及阻尼单元，通过惯性质量与主结构控制振型谐振吸收及消耗主结构振动能量的减振装置，本质上讲是一种结构振动的利用。
本文立足于某实际工程，提出了一种参数可调、构造简单、易于安装实现且节省建筑空间的新型调谐质量阻尼器，如错误！未找到引用源。
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 buildingseismic 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。
建筑物在强风或地震等激励作用下的动力反应强烈，难以满足建筑结构安全性、舒适性和使用性的要求。
传统的采用提高结构强度和刚度来抗风抗震的设计方法，存在着一定的弊端[1]：（１）经济性差；（２）安全性难以保证。
这主要是由于提高强度的同时可能会增加自重，增大刚度的同时必定会减小延性，反而不利于抗震；（３）适应性有限制。
因此，迫切需要寻求更安全、合理、经济的抗振设计方法。
于是，结构振动控制就应运而生了。
近年来，结构振动控制的理论与实践应用得到了飞速发展，作为被动控制技术之一，调谐质量阻尼器（Tuned Mass Damper ，简称TMD）在生产实践中不断得到应用。
TMD系统是一种动力吸振器，它对结构的振动有明显的控制效果。
同时，占用建筑面积少，对建筑功能影响较小，便于安装、维修和更换，经济实用，并且不需外力作用。
由于它的种种优点，TMD在高层和高耸结构抗震、抗风控制中有广阔的应用前景[2]。
系统的工作原理TMD系统的思想来源是Frahm在1909年研究的动力吸振器，当时主要用于控制机械的振动，如图1所示。
在简谐荷载作用下，当所连接的吸振器的固有频率被确定为激励频率时，主质量M能保持完全静止。
TMD系统是一个由刚度元件（弹簧）、阻尼元件（阻尼器）和惯性质量组成的单自由度子结构振动系统。
TMD 系统对结构进行振动控制的机理是：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，调谐这个惯性力，使其对主结构的振动产生调谐作用，从而达到减少结构振动反应的目的。
为了说明TMD系统的减振原理，将其和主结构简化为两自由度的质量、弹簧、阻尼体系，如图2 所示[3]。
图1 Frahm动力吸振器模型图2 TMD系统的简单模型TMD系统的最优振动频率调谐为主结构控制振型的自振频率，其控制策略为应用子结构与主结构控制振型共振达到动力吸能的目的，并应用耗能阻尼材料或装置消耗子结构的振动能量，在不断吸收主结构能量和消耗子结构振动能量中降低主结构的动力响应。
TMD系统一般支撑或悬挂在结构的顶层或靠近顶层的部位。
它的惯性质量一般为结构第一模态质量的%～%，可以采用钢、铅、混凝土制作[2]。
系统的发展现状TMD系统TMD在1909年作为一种结构振动控制装置被提出时，主要用于控制机械的振动。
后来才逐渐被引入到建筑结构振动控制中。
到目前为止，各国的研究工作者均已在TMD系统振动控制的理论和应用方面做了大量的研究工作[1-11]。
Den Hartog（1940）第一个做了关于TMD设计的研究[4]，他得到了无阻尼系统的单自由度TMD优化调谐比和阻尼比原则。
从那以后，学者们对不同结构激励形式下的TMD参数优化问题做过研究，并对其在不同激励方式下的减振有效性获得认可。
例如， Warburton（1981）得到了使能看作单自由度系统的两个自由度系统的响应最小的单自由度TMD系统的最优调谐参数。
但参数优化理论仍存在问题：（1）结构响应实际上可以是变形、速度或加速度，而激励也可以是地震作用或风荷载等不同激励，结构不同部位在不同激励下的不同响应使得结构响应不应当是一个单一目标函数，而应当包含多个目标函数；（２）基于参数最优值进行TMD系统设计时，设计者通过计算得到的最优调谐比和最优阻尼比实际上很难准确实现。
实际工程中所实现的阻尼比和调谐比与最优值总是有误差，而这样的误差所导致目标函数的优化损失，设计者也无从把握。
为解决这两个问题，Claudia Patricia Moreno和Peter Thomson 提出了一个考虑参数不确定性的单自由度结构的分析模型来设计TMD[4]。
虽然TMD系统有一定的减震效果，但仍存在其缺点。
首先，由于技术和材料等原因，传统TMD系统很难获得所需的阻尼。
为克服这一缺点，学者们提出了非线性TMD的概念。
非线性TMD减震技术是在传统TMD系统的基础上进行改进的，它利用基础隔震所使用的叠层橡胶支座，把子结构与主结构连接，以获得传统TMD系统很难获得的阻尼。
由于该减震系统中使用的减震元件是非线性的，故称该种类型的减震元件为“非线性TMD”，计算模型如图3所示[7]。
图3 非线性TMD模型其次，由于TMD系统需要很大的惯性质量，故而，需要额外的质量和空间，不利于结构空间的使用。
为了克服这个缺陷，国内外学者对TMD系统进行了改进和扩展，形成了利用结构内部的设备、装置等作为质量体对结构的振动能量进行消耗的系统，简称ETMD系统。
此系统减轻了系统承载的负担，目前已经被应用于海洋平台的振动控制。
另外，TMD系统还有以下不足[8]：（１）TMD系统有效控制的振型数量较少，一个调频子结构只能对主结构的一个相应振型有效控制。
当TMD系统与主结构某一振型调谐时，TMD系统对此振型的地震反应控制效果最佳。
对较调谐振型高阶的振型的地震反应有一定的控制作用，对较调谐振型低阶的振型的地震反应可能有控制作用，也可能有放大作用。
这决定于TMD系统参数与结构参数之间的关系。
TMD系统对振型地震反应的影响随主结构振型远离与TMD系统调谐的振型而减弱。
（２）为了取得对结构第j 振型的最佳控制效果，TMD系统的最佳位置是安装在该振型向量中元素绝对值最大者对应的质点处。
但受结构空间或使用要求等方面的限制，最优安装设置点并不一定能安装上所需要的TMD系统。
（３）TMD系统对于在一般场地上（中高频）的高层建筑、高耸结构、大跨度结构等柔性（低频）结构，控制效果明显有效，而对于软弱（高频）地基上的刚性（高频）结构，控制效果较差。
（４）TMD系统的有效性对结构自振频率的波动很敏感，由于误调或偏离最优点等原因，其有效性会很快下降。
研究表明，当结构所受的外激振力频带非常窄时TMD系统的减振效果很好，当外激振力频带较宽时，减振效果明显降低。
因此，TMD系统用于结构振动控制时其有效频带较窄、控制效果不稳定、可实现性较差。
MTMD系统为了解决上述TMD系统这些缺陷，学者们提出了多重调谐质量阻尼器（Multiple Tuned Mass Dampers，MTMD）的概念。
MTMD系统可对受较宽频带的外激励的结构进行振动控制，而且效果明显。
目前已有众多学者致力于这方面的研究[12-14]。
主要对MTMD结构刚度和质量摄动的鲁棒性研究。
即讨论结构频率变化对MTMD系统控制有效性的影响等问题，从而为设计提供了一些有益的参考。
李春祥根据我国风荷载规范，利用虚拟激励法和振型激励法，建立MTMD控制高层钢结构建筑的动力表达式，考虑不同的结构基本周期和离地10米的平均风速，求得了MTMD控制的最优参数和有效性指标。
赵天一等[12]运用时程分析方法，分别研究了不同地震作用下高层结构有无控制下的反应。
研究结果表明，MTMD系统对高层结构的减震控制效果明显。
李小康，谢壮宁等[13]针对任意复杂形式的大型空间结构，提出了一种MTMD系统风振控制的快速算法，该方法计算效率高、内存消耗少，属于一种精确算法。
高赞明等在保证模态参数基本不变的前提下，将高层建筑的三维有限元模型简化为一维多层剪切模型，推导了安装有MTMD系统的高层建筑在频率空间内的传递函数的显式表达。
采用遗传算法对MTMD系统进行参数优化，并将所得的结论用于香港某实际高层建筑。
ATMD系统被动控制不需要外部能源，技术简单，造价低廉，性能可靠，但减振效果有限，无法处理结构非线性风振响应等问题。
而在目前的技术水平下，纯主动控制由于需要不断从外界输入大的能量，控制系统的设置技术复杂，费用昂贵，在实际工程中的应用受到了明显的限制。
而且，TMD系统和MTMD系统对地震冲击载荷的有效性十分有限，原因在于TMD系统初始是静止的，在充分发挥作用以前需要一个较长的时间来得到一定的速度和位移。
而就在这段时间内，地震或冲击载荷中最强烈的部分常常已经过去。
针对上述缺陷，主动调谐质量阻尼器（Active Tuned Mass Damper ，简称ATMD）应运而生，其简化模型如图4所示。
图4 ATMD系统的简化模型作为主动控制装置，ATMD系统在结构与TMD系统之间引入了一个主动控制力，克服了TMD系统的启动滞后问题，且提高了TMD的有效性和鲁棒性。
近年来，许多学者对ATMD系统进行了广泛的研究[15-19]。
实际中，安装于实际建筑中的控制装置也大部分是这种ATMD系统。
可见，ATMD系统是一种有很好应用前景的控制装置。
李春祥和周岱[15]基于地震动模型评价了ATMD的减震性能，基于定义的评价准则和Kanai-Tajimi地震动模型，研究了地震卓越频率（EDF）对ATMD系统的最优参数、有效性和冲程的影响。
数值结果表明，在设计ATMD控制结构的位移时需满足EDFR≤的条件；否则，ATMD 的质量比应控制在小于或等于的范围内。
