Dr. Christian Meinhardt:TMD减振系统如何守护摩天大楼?

2026-01-22 作者: 华阳国际编辑部







当建筑高度不断突破天际,

结构安全与舒适如何保障?

强风袭来,摩天大楼摆动背后,

隐藏着怎样的工程智慧与挑战?

/

走进超高层建筑振动控制的核心,

一同探索TMD的“反摆”奥秘。




1月6日,华·沙龙2026开年第一讲,特邀德国隔而固(GERB)振动控制集团董事、总经理兼首席专家克里斯蒂安·迈因哈特博士(Dr. Christian Meinhardt),围绕“超高层建筑TMD减振系统”,以深厚的学术积淀与丰富的工程实践经验,解锁TMD减振技术的核心密码。







克里斯蒂安·迈因哈特博士(Dr. Christian Meinhardt)

德国隔而固(GERB)振动控制集团董事、总经理兼首席专家,世界高层建筑与都市人居学会(CTBUH)德国分会副主席、国际桥梁和结构工程协会(IABSE)会员。

长期聚焦超高层建筑抗风减振领域,主导完成美国纽约哈德逊城市广场超高层建筑抗风减振工程(590吨TMD)、港珠澳大桥关键结构减振项目等重大工程的振动控制落地。在调谐质量减振器与隔振系统设计、结构抗风减振技术应用等方面成果卓著,是全球振动控制领域权威专家。







/演讲摘录


01. 为什么需要TMD

随着超高层建筑日益向更高、更细的方向发展,风致振动带来的影响已不再局限于结构安全,更多地表现为对建筑使用功能的干扰。过大的摆动极易引发人们的不适感,严重影响舒适度。


在超高层建筑里设置TMD(调谐质量减振器 Tuned Mass Damper)的主要驱力源于对舒适度的追求。通过精确调节自身的质量、弹簧刚度,使自身的频率与主结构的固有频率一致(即“调谐”),同时现代建筑结构自身的阻尼比通常极低,且难以通过常规计算精确获取,因此通过增加TMD的阻尼来共同实现共振吸振能量耗散




02. TMD的关键参数

质量块越大,所需行程越小,但占用空间和结构承重要求越高;频率比与阻尼比是TMD的两个自适应核心参数,决定了减振效果的好坏;设计时还需考虑安装速度以及可维护性。

段,频率值;段,通过TMD寿力;段,通过线测,TMD态及减振效果




03. 超高层建筑抗风TMD类型和特点

摆式TMD由悬挂构件承担质量块荷载并提供摆动约束。单摆式质量块直接悬挂于建筑结构,双摆式则采用两个单摆串联,摆长为两摆长之和。单摆式反应灵敏,结构简单、安装维护便捷,但需较大活动空间。双摆式根据空间需求设计,反应灵敏,复杂风场下稳定性好,空间需求介于单摆式与滑轨式之间。


滑轨式TMD,质量块沿滑轨装置做直线往复运动,弹簧用于精准调谐固有频率,限位装置约束质量块滑动行程;高度低,特别适用于长周期结构,具备完全可调节性,适配不同建筑振动特性;反应灵敏,对多方向平动振动减振稳定,采用模块化布置,安装便捷,施工高效,运行安静。





03. 超高层建筑抗风TMD类型和特点

摆式TMD由悬挂构件承担质量块荷载并提供摆动约束。单摆式质量块直接悬挂于建筑结构,双摆式则采用两个单摆串联,摆长为两摆长之和。单摆式反应灵敏,结构简单、安装维护便捷,但需较大活动空间。双摆式根据空间需求设计,反应灵敏,复杂风场下稳定性好,空间需求介于单摆式与滑轨式之间。


滑轨式TMD,质量块沿滑轨装置做直线往复运动,弹簧用于精准调谐固有频率,限位装置约束质量块滑动行程;高度低,特别适用于长周期结构,具备完全可调节性,适配不同建筑振动特性;反应灵敏,对多方向平动振动减振稳定,采用模块化布置,安装便捷,施工高效,运行安静。

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