随着社会经济的发展，高层建筑和超高层建筑日益增多。高层和超高层建筑在地震或者强风等激励作用下的动力反应强烈，很难满足结构安全、舒适性和适用性的要求。
调谐质量阻尼器(TMD)作为高楼抗振神器多被支撑或悬挂在结构上，将外部输入建筑结构的能量转移到阻尼器自身，并通过自身的振动吸收掉，从而减少结构的振动反应，提高结构舒适度，降低结构的疲劳损伤。
“高楼抗振神器”—被动调谐质量阻尼器
什么是被动调谐质量阻尼器？
被动调谐质量阻尼器（Tunes Mass Damper，简称TMD）是一种安装在结构中特定位置，以便在发生地震或大风等强外力作用时，将结构振动幅度降低到可接受水平的被动控制装置。
被动调谐质量阻尼器的构成
TMD系统是由固体质量、弹簧/绳索和阻尼元件组成的振动控制系统，支撑或悬挂在需要振动控制的主结构上。
被动调谐质量阻尼器的工作原理
图片来源：https://www.nichizotech.co.jp/technology/tmd/
根据物理定律，我们知道当外力作用于结构时，比如风推动摩天大楼，就一定会产生加速度。因此，摩天大楼里的人会感觉到这种加速度（晃动）。为了让建筑物的居住者感觉更舒适，调谐质量阻尼器被放置在结构中，用来抑制建筑物的晃动，有效地使建筑物相对静止。
TMD系统的控制策略为应用子结构与主结构控制振型共振达到吸收能量的目的，并应用耗能阻尼材料或装置消耗子结构的振动能量，在不断吸收筑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工作机理示意图
TMD作为子结构附加到主结构上，当主结构在外界激励力的作用下开始振动或摇摆时，它通过弹簧将TMD置于运动状态。并且由于惯性的作用，当建筑物被推向右侧时，TMD同时将其推向左侧，当建筑物被推向左侧时，TMD同时将其推向右侧。理想情况下，TMD和结构的频率和振幅应接近匹配，以便每次风推动建筑物时，TMD对建筑物都产生相等和方向相反的推动作用，使其水平位移（或垂直位移）保持在接近零的位置。通过这样的方式实现主结构振动的一部分能量转移给TMD的振动来完成，使主结构的各项地震响应（振动位移、速度和加速度）大大减小，达到控制主结构振动的目的。同时，TMD系统中设置的衰减器等也会消耗振动能量，进一步抑制结构的振动。
大跨度结构（桥梁、观众看台、大楼梯、体育场屋顶）以及细长的高层结构（烟囱、高层建筑）往往很容易在其基本振型之一的高振幅下受到激励甚至产生共振，例如风或行进和跳跃的人，调谐质量阻尼器（TMD），可以非常有效地降低这些振动。
“高楼抗振神器”—被动调谐质量阻尼器
美国最早开始进行振动控制理论的研究，将TMD系统应用到了高层建筑。随着人们居住空间越来越多的向空中发展，高层乃至超高层建筑层出不穷，TMD系统有了它的用武之地。从世界高层建筑与都市人居学会（Council on Tall Buildings and Urban Habitat，CTBUH）的统计来看，超高层采用的阻尼器类型有48%采用TMD系统减振，并经历了不同台风考验和大地震考验。故可以预见TMD系统的前景广阔。从地域分布来看，采用TMD系统建筑结构主要集中分布在台风地区、地震多发地区。
