负刚度惯性阻尼器控制高层结构振动的试验与模拟研究

来源：振动与冲击杂志2025年第2期北京时间：

作者：赵玮伟，全涌0768

单位：同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室，上海200092

摘要：建立了控制多自由度高层建筑风致振动的负刚度惯性调谐阻尼器系统(negative stiffness-tuned viscous mass damper，NS-TVMD)的理论模型，通过3D打印技术设计制造了以齿轮齿条式惯容器元件和预压弹簧式负刚度元件组装而成的NS-TVMD系统，并将该系统安装在一个6自由度高层建筑气动弹性模型上进行了风洞试验研究。然后通过数值模拟和试验结果相互验证，并分析得到了NS-TVMD的最优参数。结果表明：准确调谐的NS-TVMD系统比传统调谐惯性黏滞阻尼器系统对高层建筑的风致振动具有更好的控制效果。由于负刚度组件在静态情况下具有高刚度，而在动态情况下具有低刚度，当NS-TVMD系统被调频至受控结构的一阶自振频率附近时，它不仅能有效控制结构的一阶模态响应，还能通过其低动态刚度特性控制结构的高阶模态响应。<br>

关键词：惯性阻尼器；负刚度弹簧；风洞试验；风振控制