CN113742982B - 基于数值模拟的错层对置主被动调谐质量阻尼器调节方法 - Google Patents

基于数值模拟的错层对置主被动调谐质量阻尼器调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于数值模拟的错层对置主被动调谐质量阻尼器调节方法，首先对建筑结构进行有限元分析和风洞测压试验，获取建筑结构风压特性和风振响应数据，据此确定确ATMD安装方式和位置，再通过传感器采集参数进行基频测试，确定附加刚度要求，能够有效保障安装后的ATMD设备的减振效果和抗风效果。另外，本发明采用累加钢板质量块形式和消防水箱质量块形式错层对置组合减振装置，能够同时控制建筑结构的横向振动和扭转振动，不仅抗风减振效果显著，而且装置整体美观性好，能够节省大量钢材。利用本发明能够为人们提供更为舒适宜居的环境，本发明提供了利用技术解决结构舒适性问题的新思路，具有较好的应用前景。

Description

基于数值模拟的错层对置主被动调谐质量阻尼器调节方法
技术领域
本发明属于建筑施工技术领域，尤其涉及一种基于数值模拟的错层对置主被动调谐质量阻尼器调节方法。
背景技术
近年来，随着社会经济以及建筑施工技术的发展，超限高层建筑结构层出不穷，在实际使用中，这类建筑结构的风效应显著，因而抗风能力的设计在该类建筑结构的设计中占据着重要的地位；另外，人们对建筑结构舒适度的要求也越来越高，尤其对于超高层或大跨大悬挑地标性建筑，其建筑结构的舒适宜居性能要求更为突出。
在现有的建筑结构设计中，往往采用加大结构自身刚度或采用振动控制技术来提升结构的安全性和舒适性，前者效果不显著，且需要花费高昂的建筑成本。常见的结构风振控制方式是采用包括调谐质量阻尼器(TMD)、调谐液体阻尼器(TLD)、粘弹性阻尼器(阻尼墙)、粘滞阻尼器(阻尼墙)等来进行调节控制的，采用上述方式时，对风载荷下不同振型的建筑振动响应控制不明显，难以保证具有足够的减振效果。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种基于数值模拟的错层对置主被动调谐质量阻尼器调节方法，首先对建筑结构进行有限元分析和风洞测压试验，获取风压特性和风振响应数据，进而根据分析结果布置硬件设备，使得本发明对风载荷下不同振型的建筑振动响应控制效果好。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种基于数值模拟的错层对置主被动调谐质量阻尼器调节方法，包括如下步骤：
步骤1：建立建筑结构有限元模型，采用有限元分析软件，分析建筑结构的风载荷以及风致振动响应，计算获得不同风向角条件下的风压系数、体型系数、围护结构的等效静力风载荷数据；
步骤2：建立建筑结构刚性测压模型，其中，模型缩尺比1:200，模型测点427个，进行风洞测压试验，得到建筑结构表面风压的分布特征数据；
步骤3：建立建筑结构SAP2000模型图，将风洞测压试验结果导入该模型中，获得不同风向角下的建筑结构风振响应数据，同时分析无控情况下建筑结构顶部各节点风振响应加速度以及振动幅值数据；
根据步骤1至3中的数据分析结果，初步确定ATMD设备布置方案；
步骤4：进行ATMD参数设计；
忽略TMD主体结构的阻尼，附加TMD系统的最优参数为：
Figure BDA0003292676270000021
其中，ξopt为TMD系统的最优阻尼比，μ为TMD质量与主体结构质量之比，fopt为TMD系统最优固有频率，f为主体结构的频率；
则TMD刚度系数和阻尼系数分别为：
Figure BDA0003292676270000022
cT＝2mTξoptωopt
其中，kT为TMD刚度系数，mT为TMD质量，ωopt为TMD最优自振圆频率，cT为TMD阻尼系数；
则ATMD的行程反馈增益和相对速度反馈增益可按下列公式计算:
gd＝mT(αAω1)2-kT
gv＝2mT(αAω1)ξA-cT
Figure BDA0003292676270000023
Figure BDA0003292676270000024
其中，gd为阻尼器的行程反馈增益，gv为相对速度反馈增益，αA为主动调谐质量阻尼器的名义最优调频比，ξA为主动调谐质量阻尼器的名义最优阻尼比，ω1为主体结构风振第一阶自振圆频率，μT为主动调谐质量阻尼器质量与主体结构质量之比，ga为主动调谐质量阻尼器的加速度反馈增益；
步骤5：进行两套ATMD设备的结构以及布置位置设计，第一套ATMD设备布置在建筑结构室内大厅，第二套ATMD设备布置在建筑结构室外屋面，第二套ATMD设备借用屋面消防水箱自重，在消防水箱底座附加小型质量块来共同形成阻尼系统质量块；
步骤6：进行建筑结构基频测试；在建筑结构模态振型位移最大处安装加速度传感器，加速度传感器与计算机信号连接，计算机接收检测数据后，计算建筑结构振动加速度响应，对振动加速度响应进行频谱分析，得到建筑结构的基频结果，指导最终的ATMD刚度调整方案设计，确定每套ATMD设备需要附加的刚度；
步骤7：按照步骤5和步骤6确定的方案，依次安装两套ATMD设备。
进一步地，所述ATMD设备包括强化钢框架、悬吊装置以及底部设备，底部设备包括导向装置、电涡流装置、主动控制装置、缓冲装置、刚度调整装置；
第一套ATMD设备安装过程为：
首先吊装强化钢框架，在强化钢框架底部布置墩台钢构件，在墩台上吊装放置底部钢板，在底部钢板上同步分级加载多个千斤顶；
接着分批吊装多块质量钢板至千斤顶上，组成球形质量块，继续安装悬吊装置，悬吊装置上端与强化钢框架连接，下端与球形质量块连接；悬吊装置验收合格后，一次同步卸载千斤顶，在球形质量块底部与墩台之间采用四根方管临时支撑；
然后将底部设备依次安装在墩台与球形质量块底部之间。
进一步地，所述质量钢板共31块，编号从0到31，其中，1～30号钢板均为圆形结构，0号钢板以及31号钢板是在圆形结构的基础上，于四周对称设置有四块连接板，连接板上开设有便于悬吊装置连接的腰型孔，质量钢板的具体吊装过程如下：
首先在质量钢板上开设吊装螺纹孔作为吊点，然后在质量钢板表面预先绘制用于初步定位的十字线，同时设置螺杆定位孔，其中，需要定位的两块质量钢板中的下部钢板上开设的是与螺杆匹配的螺纹孔，上部钢板上开设的是与螺杆匹配的通孔；
按照先吊装0号钢板至千斤顶上，然后自下而上依次叠加吊装31～1号钢板的顺序吊装；31号钢板吊装至0号钢板中心位置处时通过十字线对中，然后在螺杆定位孔中安装螺杆，实现对孔定位，螺杆上部预留有的空隙进行塞焊填充磨平，在0号钢板与31号钢板之间，利用已有的吊装螺纹孔，采用沉头内六角螺栓连接，实现两块质量钢板之间的螺栓拉结；31号钢板外围边缘与0号钢板接触的位置采用角焊缝封边；按照同样的方式继续吊装剩余质量钢板。
进一步地，所述悬吊装置包括悬吊钢丝绳，悬吊钢丝绳上部通过销键与焊接在强化钢框架顶部钢梁下翼缘的钢丝绳吊耳连接；
18号钢板四周安装带有通孔的拼接板，悬吊钢丝绳中部装入拼接板上的通孔内，并固定在拼接板内；
还包括下连接板，下连接板从下至上依次吊装穿过0号钢板以及31号钢板的腰型孔，顶紧后点焊固定；下连接板上部通过销轴、推力球轴承以及橡胶垫片与悬吊钢丝绳底部的下三角板连接。
进一步地，所述底部设备分两阶段安装，第一阶段如下：在球形质量块下方两侧墩台上对称安装导向装置支座；在球形质量块底部两侧对称安装导向架，导向架下方安装挡块；在导向架之间的球形质量块底部对称安装一组铜板固定支架；在导向架之间的墩台上对称安装一组电涡流支座，电涡流支座上安装永磁体支座；导向架内侧、铜板固定支架两侧均安装带有螺纹孔的钢板。
进一步地，所述底部设备进行第二阶段安装时，导向装置的安装过程为：在导向架外侧安装尼龙板，在导向装置支座上安装多个万向球轴承，接着调整万向球轴承球面与尼龙板之间的距离直至符合施工要求，最后将导向装置支座与墩台焊接固定；
缓冲装置有两组，分别对称安装在导向架下方的墩台上，球形质量块的水平位移超过一定数值时，导向架下方挡块撞击缓冲装置端部以减缓球形质量块的运动，实现缓冲。
进一步地，所述底部设备进行第二阶段安装时，电涡流装置的安装过程为：
在钢板表面设置螺纹孔，然后将铜板分别固定在导向架内侧以及铜板固定支架两侧的钢板上；
接着对永磁体支座上的永磁体安装面进行打磨清理，水平放置，将永磁体安装在永磁体支座上，然后用保护膜封装永磁体表面，对永磁体支座表面重新喷漆防锈；
将永磁体支座安装在电涡流支座顶部，安装过程中，首先在永磁体支座两边临时固定多块木板，然后制作钢支架并在其上表面铺设阻燃木板，将永磁体支座放置在阻燃木板上，永磁体支座一边采用钢丝绳牵引，另一边通过钢支架拖拽，直至将永磁体支座移动至指定安装位置处；
利用撬棍调整钢支架的形态，保证永磁体与铜板表面平行，且间距为8～10mm；待调整完成后，将永磁体支座螺栓紧固，然后将电涡流支座与墩台焊接固定。
进一步地，所述永磁体的安装过程为：
首先对整体运输到施工现场的永磁体进行分离，按照设计定位，将铝排粘接在永磁体安装面上，辅助定位；
然后按照事先设置的N级和S级朝向布置永磁体：将单块永磁体两边用木条保护着从永磁体支座边缘推进，将永磁铁一端与永磁体支座铁板接触，另一端用手保持住悬空，永磁体倾斜45°，同时在悬空的永磁体下部塞一块木条，将永磁体挪到预定设计安装位置后，将木条缓慢抽出，直至永磁体与永磁体支座铁板完全吸附，最后通过锤击微调永磁体的位置。
进一步地，所述底部设备进行第二阶段安装时，每套ATMD设备安装2台主动控制装置，2台主动控制装置对称布置在球形质量块两侧；主动控制装置包括底座、电机、减速箱和卷筒；主动控制装置的安装过程为：
首先在0号钢板底部焊接吊耳，按照底座的定位位置，将球形质量块两侧支撑方管中的一根方管割除；
然后将除电机以外的主动控制装置整体运至墩台边，使用撬棍移动至定位位置，接着利用倒链将电机拉升搬运至底座上，通过预设的电机定位销轴，将电机准确定位至安装位置，再将电机与底座之间的螺栓拧紧固定；
接着，将卷筒出绳点设置为与0号钢板底部吊耳平行，将附有传感器的钢丝绳通过销轴连接在0号钢板底部吊耳上，且保证球形质量块底部两侧的钢丝绳分别与对边的吊耳连接，最后将底座与墩台焊接固定。
进一步地，所述底部设备进行第二阶段安装时，每套ATMD设备安装两个刚度调整装置，两个刚度调整装置对称安装在导向装置支座与导向架之间，且位于缓冲装置外侧；刚度调整装置包括U形挡块、U形主动摩擦板、弹簧装置，具体安装过程为：
首先利用千斤顶将U形挡块顶升至水平位置，并且紧贴导向架下部的挡块，保证无间隙，然后将其与导向架下部的挡块搭接处角焊固定，焊脚高度不低于12mm，焊接好后，卸除千斤顶；在U形挡块前端面和后两端面均固定一块U形主动摩擦板；
接着安装弹簧装置，弹簧装置包括弹簧导向部，弹簧导向部包括导柱支座，导柱支座一侧安装有端部固定法兰，导柱支座和端部固定法兰通过螺栓固定在导柱一端，导柱另一端靠近端部处安装有端部传动法兰，导柱上还安装有弹簧、弹簧连接法兰；端部固定法兰固定在导柱支座上；弹簧连接法兰内部安装石墨铜套，两侧用铜套挡板限位铜套，每个铜套挡板均通过内六角螺丝紧固；端部传动法兰端面固定有从动板；
弹簧装置还包括穿过U形挡块且固定在缓冲装置上的连接套固定套筒，连接套固定套筒在长度方向上相对于U形挡块居中，在宽度方向上相对于U形槽宽度方向居中，与U形槽单边距离10mm，同时与连接套固定套筒轴线水平；
导柱另一端还依次安装有聚氨酯缓冲垫块、调节螺母、连接套，且聚氨酯缓冲垫块、调节螺母、连接套均旋入连接套固定套筒中，弹簧导向部的导柱支座安装在底座上，底座安装在缓冲装置外侧的墩台上；
采用上述方法继续安装另一端的弹簧装置，将两个弹簧装置通过连接套固定套筒相对安装在一起，共同构成刚度调整装置；
接着采用同样的方法在球形质量块另一侧继续安装两个同样的弹簧装置以及相应的U形挡块、U形主动摩擦板；刚度调整装置整体全部安装完毕后，割除剩余的方管斜撑。
本发明具有如下有益效果：
本发明所述的调节方法，在进行ATMD设备安装之前，首先进行有限元分析和风洞测压试验，获取建筑结构风压特性和风振响应数据，据此确定设备安装方式和位置，安全性更高，在实际应用中，能够同时控制超限高层建筑的横向振动和扭转振动，抗风和减振效果均较为显著；而且减振装置整体成型效果好，美观性强，能够节约大量的钢材，有助于节省施工成本，保证施工项目整体具有较好的经济效益。
采用本发明所述方法建造的工程项目，一方面改善了居住条件，为人们提供了更为舒适宜居的环境；另一方面是提供了利用技术解决结构舒适性问题的新思路。
附图说明
图1为错层对置主被动调谐质量阻尼器调节设计流程图；
图2为建筑结构有限元模型示意图；
图3为0°风向角下建筑结构周围流场图；
图4为15°风向角下建筑结构周围流场图；
图5为30°风向角下建筑结构周围流场图；
图6为45°风向角下建筑结构周围流场图；
图7为0°风向角下建筑结构等效静风荷载云图；
图8为15°风向角下建筑结构等效静风荷载云图；
图9为30°风向角下建筑结构等效静风荷载云图；
图10为45°风向角下建筑结构等效静风荷载云图；
图11为无控情况下建筑结构顶部各节点风振响应加速度示意图；
图12为第一套ATMD设备布置示意图；
图13为第二套ATMD设备布置示意图；
图14为建筑结构32层中间点和端部点的加速度时程示意图；
图15为建筑结构32层中间点和端部点的加速度响应功率谱局部示意图；
图16为强化钢框架结构示意图；
图17为0号钢板与31号钢板之间的螺杆定位连接示意图；
图18为悬吊装置安装示意图；
图19为钢丝绳底部安装示意图；
图20为方管布置示意图；
图21为底部设备布置示意图；
图22为底部设备支架安装示意图；
图23为尼龙板安装示意图；
图24为铝排布置示意图；
图25为永磁体安装示意图；
图26为永磁体与铜板安装示意图；
图27为刚度调整装置安装示意图；
图28为U形挡块安装示意图；
图29为主动摩擦板安装示意图；
图30为弹簧导向部结构示意图；
图31为刚度调整装置安装截面图；
图32为从动板安装示意图。
图中：1-强化钢框架；2-悬吊装置；200-悬吊钢丝绳；201-下连接板；202-下三角板；3-球形质量块；4-底部设备；5-消防水箱；6-附加质量块；7-导向装置；700-导向装置支座；8-电涡流装置；800-导向架；801-铜板固定支架；802-钢板；803-铜板；804-永磁体；805-永磁体支座；806-挡块；807-电涡流支座；808-尼龙板；809-铝排；9-主动控制装置；10-缓冲装置；11-刚度调整装置；1100-U形挡块；1101-U形主动摩擦板；1102-导柱支座；1103-端部固定法兰；1104-导柱；1105-端部传动法兰；1106-弹簧；1107-弹簧连接法兰；1108-从动板；1109-连接套固定套筒；1111-聚氨酯缓冲垫块；1112-调节螺母；1113-连接套；12-墩台；13-方管；14-底部钢板；15-0号钢板；16-31号钢板。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
本发明所述用于超限高层的错层对置主被动调谐质量阻尼器设计方法适用于对抗风能力有设计要求的酒店、写字楼等超高层建筑，特别是对结构使用舒适性要求高的工程。
本实施例优选以扬子江国际会议中心建设项目中的酒店结构为施工对象，对错层对置主被动调谐质量阻尼器的安装方法进行说明，经实际调研以及查阅资料可知，该施工项目中的酒店建筑结构高147米，长99米，宽15米，高宽比为9.8，长宽比为6.6。
具体的错层对置主被动调谐质量阻尼器设计过程如图1所示，安装方法如下：
步骤1：风振响应分析；
本实施例优选模拟10年重现期基本风压作用下建筑结构的振动情况；
步骤1.1：建立如图2所示的建筑结构有限元模型，采用有限元分析软件，分析建筑结构的风载荷以及风致振动响应，计算获得风向角分别为0°、15°、30°以及45°的条件下建筑结构的风压系数、体型系数、围护结构的等效静力风载荷；其中，不同风向角下的建筑结构周围流场图如图3至6所示，不同风向角下的建筑结构等效静风荷载云图如图7至10所示。
步骤1.2：建立建筑结构刚性测压模型，模型缩尺比1∶200，模型测点427个，进行风洞测压试验，得到建筑结构表面风压的分布特征；
步骤1.3：建立建筑结构SAP2000模型图，将步骤1.2中获得的风洞测压试验结果导入该模型中，获得建筑结构风振响应，不同风向角下的建筑结构风振响应结果如表1所示；在无控情况下，建筑结构顶部各节点风振响应加速度情况如图11所示，振动幅值约为0.217m/s2；
表1不同风向角下的建筑结构风振响应结果数据表
风向角 54 100 144 324
a<sub>x</sub>(m/s<sup>2</sup>) 0.034 0.049 0.063 0.055
a<sub>y</sub>(m/s<sup>2</sup>) 0.113 0.169 0.214 0.209
表1中，ax表示沿X轴方向的振动加速度，ay表示沿Y轴方向的振动加速度；其中，本实施例以建筑结构长度方向为X轴方向，以建筑结构宽度方向为Y轴方向；
建筑结构在宽度方向产生较大振动，在风荷载作用下，建筑结构顶部横向振动和扭转振动均较明显，振动幅值0.217m/s2已接近建筑结构振动舒适度限值，考虑到风动试验的离散性，实际建筑结构存在发生更大振动的可能，因此有必要对结构进行振动控制，依据上述分析结果，本实施例优选在建筑结构31层大厅布置一套主动调谐质量阻尼器(ATMD)设备，另一套ATMD设备布置在建筑结构33层屋面。
步骤2：ATMD参数设计；
TMD的减振原理是在主体结构(主系统)上耦合一个弹簧质量阻尼振动系统(附加系统)。当附加振动系统的固有频率处于主系统的原固有频率附近，则可使主系统原固有频率处的共振峰消失；理论上存在着最佳的TMD配置参数，TMD附加质量越大，减振效果越好，但往往受结构承载力和成本的限制，当忽略主系统的阻尼(通常阻尼很小)，附加TMD系统的最优参数为：
Figure BDA0003292676270000091
其中，ξopt为TMD系统的最优阻尼比，μ为TMD质量与主体结构质量之比，fopt为TMD系统最优固有频率，f为主体结构的频率。
则TMD刚度系数和阻尼系数分别为：
Figure BDA0003292676270000092
cT＝2mTξoptωopt
其中，kT为TMD刚度系数，mT为TMD质量，ωopt为TMD最优自振圆频率，cT为TMD阻尼系数；
则ATMD的行程反馈增益和相对速度反馈增益可按下列公式计算:
gd＝mT(αAω1)2-kT
gv＝2mT(αAω1)ξA-cT
则最优调频比和最优阻尼比为：
Figure BDA0003292676270000101
Figure BDA0003292676270000102
其中，gd为阻尼器的行程反馈增益，gv为相对速度反馈增益，αA为主动调谐质量阻尼器的名义最优调频比，ξA为主动调谐质量阻尼器的名义最优阻尼比，ω1为主体结构风振第一阶自振圆频率，μT为主动调谐质量阻尼器质量与主体结构质量之比，ga为主动调谐质量阻尼器的加速度反馈增益。
步骤3：ATMD结构设计；
ATMD设备是在TMD基础上，在调谐质量块与主体结构之间安装主动控制装置，并根据实测结构响应实时调整主动控制装置输出的控制力，ATMD设备包括强化钢框架1、悬吊装置2以及底部设备。
布置在建筑结构31层大厅的第一套ATMD设备如图12所示，布置在建筑结构33层屋面的第二套ATMD设备如图13所示，其中，第二套ATMD设备借用屋面消防水箱5的自重，通过附加在消防水箱5底座的小型附加质量块6共同形成阻尼系统质量块。
步骤4：建筑结构基频测试；
在施工阶段，当建筑结构载荷与酒店建筑结构运营阶段载荷接近时，即酒店每层载荷相差不超过20吨时，进行建筑结构基频测试，在风载荷的激励下，通过在建筑结构模态振型位移最大处布置加速度传感器，来测试建筑结构振动加速度响应，再通过对振动加速度响应进行频谱分析，得到建筑结构的基频结果，指导最终的ATMD刚度调整方案设计；
本实施例根据仿真结果，分别在建筑结构32层中间点和端部点两处布置加速度传感器，建筑结构32层中间点和端部点的加速度响应测试结果如图15、16所示，由此可知建筑结构存在明显的沿宽度方向的平动振动频率和扭转振动频率；建筑结构振动主要模态基频如表2所示：
表2建筑结构振动主要模态基频数据表
Figure BDA0003292676270000103
Figure BDA0003292676270000111
本实施例采用四种不同型号的传感器进行对比测试，能够进一步验证测试结果的正确性。
步骤5：根据基频测试结果对ATMD设备进行设计调整；
按照建筑结构自振频率0.28Hz，根据施工现场实际设计方案的示意图，满足刚度要求的ATMD设计摆长为3.16m，由于ATMD中的质量块体积大，不能将摆球看作质点，不满足单摆的条件，即不能近似为简谐运动，因此，需要对悬吊装置2的摆长进行设计调整；
原始悬吊装置2设计长度为7.31m，对应简谐运动的刚度k为：
Figure BDA0003292676270000112
其中，m为质量块的质量，l为悬吊装置的长度，g为重力加速度，则对应的刚度为234.67kN/m，而建筑结构自振频率0.28Hz所对应需要的刚度为541.09kN/m，因此，每套ATMD设备需要附加的刚度为306.42kN/m。
步骤6：建筑结构31层大厅的ATMD设备基础构件施工；
步骤6.1：吊装强化钢框架1；利用两台塔吊，按照从中间区域向两侧的吊装顺序，吊装钢柱、主梁、次梁、钢梁和钢柱之间的屈曲约束支撑等钢构件，共同组成如图12和图16所示的强化钢框架1；强化钢框架1采用的建筑材料包括Q355B、Q355C、Q345GJC以及Q390GJC强化钢构件；
步骤6.1：楼板混凝土浇筑；建筑结构场地采用混凝土强度为C50的混凝土进行浇筑，并且在强化钢框架1底部布置墩台12钢构件；待基础构件施工完成且混凝土强度达到100％后，开始ATMD设备的安装施工作业。
本实施例中，步骤6和步骤1至5可同步实施，能够有效缩短工期。
步骤7：底部钢板14吊装及定位放线抄测；
如图16所示，按照墩台12的居中位置，在墩台12上吊装放置底部钢板14，保证底部钢板14居中布置，布置后进一步复核检查其平面位置尺寸及表面平整度；按照设计要求准确定位放线抄测，在底部钢板14上确定千斤顶支撑点的准确位置，千斤顶支撑点数量为9个。
步骤8：布置千斤顶；
按照步骤7中确定的支撑点位置，在底部钢板14上进行同步分级加载9个千斤顶，安装过程中，千斤顶顶部及底部均焊接一块直径为300mm的法兰，底部法兰与底部钢板14采用角焊缝连接固定，焊脚高度不小于10mm，顶部法兰后续直接与ATMD设备中的质量块接触；为增大顶部法兰板的摩擦阻力，防止发生水平滑移，将顶部法兰板提前在工厂进行抛丸、喷砂等工艺处理，来增大摩擦系数；
安装过程中，保证所有千斤顶均与底部钢板14密贴且不得留有缝隙，每个千斤顶底部均居中位于墩台12的T型钢上翼缘宽度方向的中心位置处；千斤顶安装完成后，检测油压并进行调试，确认千斤顶工作无异常方可投入使用；本实施例中所使用的千斤顶参数数据如表3所示；
将每个千斤顶均顶升至指定工作高度(本实施例中优选为1250mm)，确保所有千斤顶顶部高程一致，顶部高程偏差小于等于0.3mm。
表3 千斤顶参数表
Figure BDA0003292676270000121
步骤9：吊装质量钢板；
本实施例中的ATMD设备质量块结构优选为球形，更具美观性，由于球形质量块3整体质量较大，因此采用多块质量钢板分批吊装拼接组成完整的球形结构；质量钢板共31块，编号从0到31，质量钢板参数如表4所示；
表4 质量钢板参数表
Figure BDA0003292676270000122
Figure BDA0003292676270000131
Figure BDA0003292676270000141
1号～30号钢板均为圆形结构，0号钢板15以及31号钢板16是在圆形结构的基础上，于四周对称设置有四块连接板(连接板与圆形结构为一体化成型)，连接板上均开设有腰型孔，便于后续悬吊装置2的连接，18号钢板(即中间钢板)四周对称设置有四个拼接板，便于后续悬吊装置2中悬吊钢丝绳200的安装，现阶段暂时不安装拼接板。
质量钢板的具体吊装过程如下：
步骤9.1：在0号钢板15上开设两个吊装螺纹孔，2～5号钢板上开设四个吊装螺纹孔，其余钢板上均开设六个吊装螺纹孔，吊装螺纹孔作为吊点使用；实际吊装过程中，0号钢板15采用M30*65吊环进行吊装，与该吊环相匹配的螺纹孔深为70mm；其余钢板均采用M24*60吊环进行吊装，与该吊环相匹配的螺纹孔深为65mm；
步骤9.2：在每块质量钢板表面预先绘制十字线，便于初步定位；在每块质量钢板上均设置四个螺杆定位孔，选用材质为45号钢的M39螺杆，用于在每两块质量钢板之间进行定位，其中，需要定位的两块质量钢板中的下部钢板上开设的是与螺杆匹配的螺纹孔，上部钢板上开设的是与螺杆匹配的通孔；
步骤9.3：针对每块质量钢板都首先进行试起吊，确认无异常后进行正式吊装，按照先吊装0号钢板15(即吊点钢板)，然后从下往上依次叠加吊装31～1号钢板的顺序进行吊装；将0号钢板15吊装至千斤顶上，接着将31号钢板16吊装至0号钢板15中心位置处，并通过十字线对中，保证对中偏差小于1.5mm后拆除吊环；
步骤9.4：在螺杆定位孔中安装螺杆，实现0号钢板15与31号钢板16的对孔定位，螺杆上部预留有的20mm的空隙进行塞焊填充磨平，0号钢板15与31号钢板16之间的螺杆定位连接示意图如图17所示；
步骤9.5：在0号钢板15与31号钢板16之间，利用已有的吊装螺纹孔，采用M24*60或M30*65沉头内六角螺栓连接，实现两块质量钢板之间的螺栓拉结；31号钢板16外围边缘与0号钢板15接触的位置采用角焊缝封边，并打磨光滑，焊脚高度大于等于10mm；清理钢板表面，确保表面平整清洁；
步骤9.6：重复上述步骤9.3至步骤9.5，吊装剩余质量钢板。
步骤10：如图18所示，安装悬吊装置2；
步骤10.1：在强化钢框架1顶部钢梁下翼缘焊接钢丝绳吊耳，采用全熔透对接T型焊，焊缝质量等级为二级，不得漏焊、缺焊、不得出现咬边、夹渣、裂纹等缺陷，定位尺寸偏差不大于2mm；
步骤10.2：将下连接板201从下至上吊装穿过最底层两质量钢板(即0号钢板15与31号钢板16)的腰型孔，顶紧后同底层质量钢板点焊固定；
步骤10.3：如图18、19所示，悬吊钢丝绳200底部连接有下三角板202，下三角板202上开设有通孔，如图22所示，下三角板202与下连接板201之间通过销轴、推力球轴承以及橡胶垫片实现连接固定；
步骤10.4：在中间钢板上安装带有通孔的拼接板，将钢丝绳200中部装入拼接板上的通孔内，并固定在拼接板内，同时安装拼接板内六角螺栓；
步骤10.5：将悬吊钢丝绳200上部通过销键与钢丝绳吊耳连接固定。
步骤11：卸载千斤顶；待悬吊装置2验收合格后，一次同步卸载千斤顶，使得悬吊钢丝绳200转入正常受力状态；千斤顶卸载至完全与吊点钢板脱离后，将千斤顶与墩台12间的固定措施拆卸，拉出所有千斤顶；
然后如图20所示，采用四根方管13(Q355B材质)支撑在0号钢板15与墩台12之间，进行临时支撑，方管13上端与0号钢板15底部焊接，方管13下端与墩台12焊接；
步骤12：底部设备安装，ATMD底部设备布置在墩台12与吊点钢板之间，底部设备布置示意图如图21所示；具体布置过程包括两个阶段，如下所示：
步骤12.1：第一阶段：如图22所示，根据设计图纸，在指定位置安装相应的支架结构，包括导向装置支座700、导向架800、铜板固定支架801、电涡流支座807、永磁体支座805；导向装置支座700对称安装在球形质量块3两侧的墩台12上，导向架800对称安装在球形质量块3底部两侧，导向架800下方安装有挡块806，导向架800之间的球形质量块3底部还对称安装有一组铜板固定支架801，导向架800之间的墩台12上对称安装有一组电涡流支座807，电涡流支座807上安装有永磁体支座805；导向架800内侧、铜板固定支架801两侧均安装带有螺纹孔的钢板802。
步骤12.2：第二阶段：进行导向装置7、电涡流装置8、主动控制装置9、缓冲装置10、刚度调整装置11的安装；
步骤12.2.1：安装导向装置7；
清理、打磨带有螺纹孔的导向装置支座700、导向架800表面泥渍、混凝土渣等附着物，确认表面无异物凸起，清理螺纹孔内的异物；
然后如图23所示，在导向架800外侧安装尼龙板808，在导向装置支座700上安装多个万向球轴承，保证所有万向球轴承的安装高度在一条水平线上，然后调整万向球轴承球面与尼龙板808之间的距离直至符合施工要求，调整好间距后，将导向装置支座700与墩台12焊接固定。
步骤12.2.2：安装电涡流装置8；
清理、打磨导向架800内侧以及铜板固定支架801两侧钢板802表面的泥渍、混凝土渣等附着物，确认表面无异物凸起，清理螺纹孔内的异物，在钢板802表面设置螺纹孔。
安装铜板803：利用木方将铜板803整体搬运到安装地点，将铜板803对准所述钢板802表面的螺纹孔，每块铜板803用8个内六角螺钉M8(含弹垫)将其固定在导向架800内侧、铜板固定支架803两侧的钢板802上。
安装永磁体804：对永磁体支座805上的永磁体安装面进行打磨清理，除去表面泥渍、铁锈、混凝土渣与油漆球渣等附着物，清楚漆面，清理后确认其表面平整干净无异物，水平放置；接着佩戴手套等防护工具将永磁体804安装在永磁体支座805上，ATMD设备中的电涡流系统总共需要安装144块永磁体804，均匀分布在6个永磁体支座805上，具体安装过程如下：
首先，对整体运输到施工现场的永磁体804进行分离，分离原则为先分离一列永磁体804，再从一列永磁体804中分离单个永磁体804：将暂时不分离的永磁体804紧按在木桌上，将需要分离的一列永磁体804突出在桌外，将暂时不分离的永磁体804紧按在木桌的同时，用力将需要分离的一列永磁体804错开分离，分开后的放置距离至少间隔1米，防止二次吸紧，用同样的方法把同一列的永磁体804各个单独分离开，分开后同样要注意各个永磁体804必须相互远离，以免发生吸引而撞碎；
接着，再次确认永磁体安装面无油漆、铁锈、铁屑等其余杂质，按照设计定位，如图24所示，将铝排809用AB胶粘接在永磁体安装面上辅助定位，同时铝排809还能起到保护永磁铁804的作用；
按照图24中的N级和S级朝向布置永磁体804，将单块永磁体804两边用木条保护着从永磁体支座805边缘推进吸附在支座边缘，将永磁铁804一端与支座铁板接触，另一端用手保持住悬空，永磁体804倾斜45°左右，同时在悬空的下部塞一块木条，如图25所示，将永磁体804挪到预定设计安装位置后，将木条缓慢抽出，永磁体804与铁板完全吸附，最后用木槌或者橡胶锤微调永磁体804位置，固定到位；
永磁体804安装完毕后，永磁体804表面用保鲜膜或其他保护膜封装，防止空气中粉尘吸附在永磁体804表面；对永磁体支座805表面重新喷漆防锈，喷漆时将永磁体804安装区域隔开。
安装永磁体支座805：如图26所示，永磁体支座805安装在电涡流支座807顶部，安装过程中，首先在永磁体支座805两边临时固定多块厚度为3cm的木板；然后制作钢支架并在其上表面铺设阻燃木板，将安装有永磁体804的永磁体支座805放置在阻燃木板上，永磁体支座805一边采用钢丝绳牵引，另一边通过钢支架拖拽，直至将永磁体支座805移动至指定安装位置处，然后将永磁体支座805的固定螺栓适当拧紧；拖拽移动过程中，通过临时固定木板的支撑，能够保证永磁体804与ATMD底部钢结构留有一定的安全距离，当永磁体804表面距离铜板803小于4cm时，永磁体支座805将受到永磁体804的吸附作用，而通过临时固定木板能够控制永磁体804与铜板803之间的间隙为1cm；
永磁体支座805放到合适位置后，将永磁体支座805螺栓适当紧固，然后利用撬棍等工具调整钢支架的形态，保证永磁体804与铜板803表面平行，间距控制在8～10mm，永磁体804与铜板803安装示意图如图26所示；撬棍支撑的时候，用木板垫住撬棍支点，保护铜板803表面，待调整完成后，将永磁体支座805螺栓紧固；永磁体支座805固定后，将电涡流支座807与墩台12焊接固定。
步骤12.2.3：安装主动控制装置9，即电机总成，如图21所示，每套ATMD设备安装2台主动控制装置9，2台主动控制装置9对称布置在球形质量块3两侧，具体安装过程如下：
首先，在吊点钢板底部焊接吊耳(吊点钢板底部事先预留有吊耳位置参照孔)；电机总成包括底座、电机、减速箱和卷筒，按照底座的定位位置，将球形质量块3两侧支撑方管13中的一根方管13割除；然后将电机总成设备(除电机)整体运至墩台12边，使用撬棍等工具将电机总成设备(除电机)整体移动至定位位置；接着利用倒链将电机拉升搬运至底座上，通过预设的电机定位销轴，将电机准确定位至安装位置，再将电机与底座之间的螺栓拧紧固定；
调整电机总成的位置，将卷筒出绳点设置为与吊点钢板底部吊耳平行，将附有传感器的钢丝绳通过销轴连接在吊点钢板底部吊耳上，注意球形质量块3底部两侧的钢丝绳分别与对边的吊耳连接；电机总成位置调整好后，将底座与墩台12焊接固定。
步骤12.2.4：安装缓冲装置10，将2组缓冲装置10分别对称安装在导向架800下方的墩台12上，实际使用中，球形质量块3的水平位移超过一定数值时，导向架800下方挡块806就会撞击缓冲装置10端部以减缓球形质量块3的运动，从而起到缓冲的作用。
步骤12.2.5：安装刚度调整装置11，如图27所示，两个刚度调整装置11对称安装在导向装置支座700与导向架800之间，且位于缓冲装置10外侧；刚度调整装置11包括U形挡块1100、U形主动摩擦板1101、弹簧装置；具体安装过程如下：
首先利用千斤顶将U形挡块1100顶升至水平位置，保证U形挡块1100前后两端面保持竖向水平，不倾斜，然后如图28所示，将U形挡块1100紧贴导向架800下部的挡块806结构，保证无间隙，按照设计图纸上的定位位置，准确测量并调整U形挡块1100的位置，在此过程中，利用方钢管等材料预先焊接到U形挡块1100下方起支撑固定的作用；U形挡块1100定位好后将其与导向架800下部的挡块806搭接处角焊固定，焊脚高度不低于12mm，焊接好后，卸除千斤顶，清除焊渣，并对U形挡块1100的摩擦板安装面进行打磨；
U形挡块1100能够随质量块摆动，在摆动过程中，存在竖向位移，为了减少竖向滑动时的摩擦力，如图30所示，在U形挡块1100前后两端面均通过4个内六角沉头不锈钢螺钉固定一块U形主动摩擦板1101；同时，利用螺纹锁固剂涂抹螺钉表面，填充螺纹之间的空隙，避免因振动引起螺钉松动；
接着进行弹簧装置的安装，弹簧装置包括弹簧导向部，如图30所示，弹簧导向部包括导柱支座1102，导柱支座1102一侧安装有端部固定法兰1103，导柱支座1102和端部固定法兰1103通过螺栓固定在导柱1104一端(导柱1104端部与端部固定法兰1103间需布置两片平垫片，固定的螺栓也需布置平垫片)，导柱1104另一端靠近端部处安装有端部传动法兰1105，导柱1104上还安装有弹簧1106、弹簧连接法兰1107；端部固定法兰1103通过2个M14内六角螺钉固定在导柱支座1102上；弹簧连接法兰1107内部安装石墨铜套，两侧用铜套挡板限位铜套，每个铜套挡板用4个M5内六角螺丝紧固(涂抹螺纹紧固胶防松)；端部传动法兰1105端面通过4个M10螺丝固定有从动板1108。
如图31所示，弹簧装置还包括穿过U形挡块1100且固定在缓冲装置10上的连接套固定套筒1109，连接套固定套筒1109在长度方向上相对于U形挡块1100居中，在宽度方向上相对于U形槽宽度方向居中，与U形槽单边距离10mm，同时保证与连接套固定套筒1109轴线水平。
如图31、32所示，导柱1104另一端还依次安装有聚氨酯缓冲垫块1111、调节螺母1112、连接套1113，且聚氨酯缓冲垫块1111、调节螺母1112、连接套1113均旋入连接套固定套筒1109中，其中，连接套1113旋入65mm，调节螺母1112锁紧紧贴聚氨酯缓冲垫块1111，保证从动板1108与U形主动摩擦板1101接触面紧贴无间隙，弹簧导向部的导柱支座1102安装在底座上，底座安装在缓冲装置10外侧的墩台12上。采用上述方法继续安装另一端的弹簧装置，将两个弹簧装置通过连接套固定套筒1109相对安装在一起，共同构成刚度调整装置11。
接着采用同样的方法在球形质量块3另一侧继续安装两个同样的弹簧装置以及相应的U形挡块1100、U形主动摩擦板1101，并进行检查和调整，保证从动板1108与U形主动摩擦板1101之间是否无间隙。刚度调整装置11整体全部安装完毕后，割除剩余的方管13斜撑。
步骤13：进行屋面ATMD设备的安装；
如图14所示，屋面ATMD设备借助屋面消防水箱5自重，同时在消防水箱5底座附加小型质量块，共同构成ATMD设备阻尼系统质量块结构，无需利用多块钢板搭建构造球形质量块3，更加方便快捷，且节约了钢材的加工成本；屋面ATMD设备中的底部设备的组成、安装位置、安装方式均与布置在建筑结构31层大厅的第一套ATMD设备相同。
错层对置的双ATMD设备全部安装完成，并且经过测试合格后，即可投入使用。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于数值模拟的错层对置主被动调谐质量阻尼器调节方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：建立建筑结构有限元模型，采用有限元分析软件，分析建筑结构的风载荷以及风致振动响应，计算获得不同风向角条件下的风压系数、体型系数、围护结构的等效静力风载荷数据；
步骤2：建立建筑结构刚性测压模型，其中，模型缩尺比1:200，模型测点427个，进行风洞测压试验，得到建筑结构表面风压的分布特征数据；
步骤3：建立建筑结构SAP2000模型图，将风洞测压试验结果导入该模型中，获得不同风向角下的建筑结构风振响应数据，同时分析无控情况下建筑结构顶部各节点风振响应加速度以及振动幅值数据；
根据步骤1至3中的数据分析结果，初步确定ATMD设备布置方案；
步骤4：进行ATMD参数设计；
忽略TMD主体结构的阻尼，附加TMD系统的最优参数为：
Figure FDA0003292676260000011
其中，ξopt为TMD系统的最优阻尼比，μ为TMD质量与主体结构质量之比，fopt为TMD系统最优固有频率，f为主体结构的频率；
则TMD刚度系数和阻尼系数分别为：
Figure FDA0003292676260000012
cT＝2mTξoptωopt
其中，kT为TMD刚度系数，mT为TMD质量，ωopt为TMD最优自振圆频率，cT为TMD阻尼系数；
则ATMD的行程反馈增益和相对速度反馈增益可按下列公式计算:
gd＝mT(αAω1)2-kT
gv＝2mT(αAω1)ξA-cT
Figure FDA0003292676260000013
Figure FDA0003292676260000021
其中，gd为阻尼器的行程反馈增益，gv为相对速度反馈增益，αA为主动调谐质量阻尼器的名义最优调频比，ξA为主动调谐质量阻尼器的名义最优阻尼比，ω1为主体结构风振第一阶自振圆频率，μT为主动调谐质量阻尼器质量与主体结构质量之比，ga为主动调谐质量阻尼器的加速度反馈增益；
步骤5：进行两套ATMD设备的结构以及布置位置设计，第一套ATMD设备布置在建筑结构室内大厅，第二套ATMD设备布置在建筑结构室外屋面，第二套ATMD设备借用屋面消防水箱(5)自重，在消防水箱(5)底座附加小型质量块来共同形成阻尼系统质量块；
步骤6：进行建筑结构基频测试；在建筑结构模态振型位移最大处安装加速度传感器，加速度传感器与计算机信号连接，计算机接收检测数据后，计算建筑结构振动加速度响应，对振动加速度响应进行频谱分析，得到建筑结构的基频结果，指导最终的ATMD刚度调整方案设计，确定每套ATMD设备需要附加的刚度；
步骤7：按照步骤5和步骤6确定的方案，依次安装两套ATMD设备。
2.根据权利要求1所述的基于数值模拟的错层对置主被动调谐质量阻尼器调节方法，其特征在于，所述ATMD设备包括强化钢框架(1)、悬吊装置(2)以及底部设备，底部设备包括导向装置(7)、电涡流装置(8)、主动控制装置(9)、缓冲装置(10)、刚度调整装置(11)；
第一套ATMD设备安装过程为：
首先吊装强化钢框架(1)，在强化钢框架(1)底部布置墩台(12)钢构件，在墩台(12)上吊装放置底部钢板(14)，在底部钢板(14)上同步分级加载多个千斤顶；
接着分批吊装多块质量钢板至千斤顶上，组成球形质量块(3)，继续安装悬吊装置(2)，悬吊装置(2)上端与强化钢框架(1)连接，下端与球形质量块(3)连接；悬吊装置验收合格后，一次同步卸载千斤顶，在球形质量块(3)底部与墩台(12)之间采用四根方管(13)临时支撑；
然后将底部设备依次安装在墩台(12)与球形质量块(3)底部之间。
3.根据权利要求2所述的基于数值模拟的错层对置主被动调谐质量阻尼器调节方法，其特征在于，所述质量钢板共31块，编号从0到31，其中，1～30号钢板均为圆形结构，0号钢板(15)以及31号钢板(16)是在圆形结构的基础上，于四周对称设置有四块连接板，连接板上开设有便于悬吊装置(2)连接的腰型孔，质量钢板的具体吊装过程如下：
首先在质量钢板上开设吊装螺纹孔作为吊点，然后在质量钢板表面预先绘制用于初步定位的十字线，同时设置螺杆定位孔；
按照先吊装0号钢板(15)至千斤顶上，然后自下而上依次叠加吊装31～1号钢板的顺序吊装；31号钢板(16)吊装至0号钢板(15)中心位置处时通过十字线对中，在螺杆定位孔中安装螺杆以实现对孔定位，螺杆上部预留的空隙塞焊填充磨平，然后利用已有的吊装螺纹孔，采用沉头内六角螺栓连接，实现两块质量钢板之间的螺栓拉结，接着将31号钢板(16)外围边缘与0号钢板(15)接触的位置采用角焊缝封边；按照同样的方式继续吊装剩余质量钢板。
4.根据权利要求2所述的基于数值模拟的错层对置主被动调谐质量阻尼器调节方法，其特征在于，所述悬吊装置(2)包括悬吊钢丝绳(200)，悬吊钢丝绳(200)上部通过销键与焊接在强化钢框架(1)顶部钢梁下翼缘的钢丝绳吊耳连接；
18号钢板四周安装带有通孔的拼接板，悬吊钢丝绳(200)中部装入拼接板上的通孔内，并固定在拼接板内；
还包括下连接板(201)，下连接板(201)从下至上依次吊装穿过0号钢板(15)以及31号钢板(16)的腰型孔，顶紧后点焊固定；下连接板(201)上部通过销轴、推力球轴承以及橡胶垫片与悬吊钢丝绳(200)底部的下三角板(202)连接。
5.根据权利要求2所述的基于数值模拟的错层对置主被动调谐质量阻尼器调节方法，其特征在于，所述底部设备分两阶段安装，第一阶段如下：在球形质量块(3)下方两侧墩台(12)上对称安装导向装置支座(700)；在球形质量块(3)底部两侧对称安装导向架(800)，导向架(800)下方安装挡块(806)；在导向架(800)之间的球形质量块(3)底部对称安装一组铜板固定支架(801)；在导向架(800)之间的墩台(12)上对称安装一组电涡流支座(807)，电涡流支座(807)上安装永磁体支座(805)；导向架(800)内侧、铜板固定支架(801)两侧均安装带有螺纹孔的钢板(802)。
6.根据权利要求5所述的基于数值模拟的错层对置主被动调谐质量阻尼器调节方法，其特征在于，所述底部设备进行第二阶段安装时，导向装置(7)的安装过程为：在导向架(800)外侧安装尼龙板(808)，在导向装置支座(700)上安装多个万向球轴承，接着调整万向球轴承球面与尼龙板(808)之间的距离直至符合施工要求，最后将导向装置支座(700)与墩台(12)焊接固定；
缓冲装置(10)有两组，分别对称安装在导向架(800)下方的墩台(12)上，球形质量块(3)的水平位移超过一定数值时，导向架(800)下方挡块(806)撞击缓冲装置(10)端部以减缓球形质量块(3)的运动，实现缓冲。
7.根据权利要求5所述的基于数值模拟的错层对置主被动调谐质量阻尼器调节方法，其特征在于，所述底部设备进行第二阶段安装时，电涡流装置(8)的安装过程为：
在钢板(802)表面设置螺纹孔，然后将铜板(803)分别固定在导向架(800)内侧以及铜板固定支架(801 )两侧的钢板(802)上；
接着对永磁体支座(805)上的永磁体安装面进行打磨清理，水平放置，将永磁体(804)安装在永磁体支座(805)上，然后用保护膜封装永磁体(804)表面，对永磁体支座(805)表面重新喷漆防锈；
将永磁体支座(805)安装在电涡流支座(807)顶部，安装过程中，首先在永磁体支座(805)两边临时固定多块木板，然后制作钢支架并在其上表面铺设阻燃木板，将永磁体支座(805)放置在阻燃木板上，永磁体支座(805)一边采用钢丝绳牵引，另一边通过钢支架拖拽，直至将永磁体支座(805)移动至指定安装位置处；
利用撬棍调整钢支架的形态，保证永磁体(804)与铜板(803)表面平行，且间距为8～10mm；待调整完成后，将永磁体支座(805)螺栓紧固，然后将电涡流支座(807)与墩台(12)焊接固定。
8.根据权利要求7所述的基于数值模拟的错层对置主被动调谐质量阻尼器调节方法，其特征在于，所述永磁体(804)的安装过程为：
首先按照设计定位，将铝排(809)粘接在永磁体安装面上，辅助定位；
然后按照事先设置的N级和S级朝向布置永磁体(804)：将单块永磁体(804)两边用木条保护着从永磁体支座(805)边缘推进，将永磁铁(804)一端与永磁体支座(805)铁板接触，另一端用手保持住悬空，永磁体(804)倾斜45°，同时在悬空的永磁体(804)下部塞一块木条，将永磁体(804)挪到预定设计安装位置后，将木条缓慢抽出，直至永磁体(804)与永磁体支座(805)铁板完全吸附，最后通过锤击微调永磁体(804)的位置。
9.根据权利要求5所述的基于数值模拟的错层对置主被动调谐质量阻尼器调节方法，其特征在于，所述底部设备进行第二阶段安装时，每套ATMD设备安装2台主动控制装置(9)，2台主动控制装置(9)对称布置在球形质量块(3)两侧；主动控制装置(9)包括底座、电机、减速箱和卷筒；主动控制装置(9)的安装过程为：
首先在0号钢板(15)底部焊接吊耳，按照底座的定位位置，将球形质量块(3)两侧支撑方管(13)中的一根方管(13)割除；
然后将除电机以外的主动控制装置(9)整体运至墩台(12)边，使用撬棍移动至定位位置，接着利用倒链将电机拉升搬运至底座上，通过预设的电机定位销轴，将电机准确定位至安装位置，再将电机与底座之间的螺栓拧紧固定；
接着，将卷筒出绳点设置为与0号钢板(15)底部吊耳平行，将附有传感器的钢丝绳通过销轴连接在0号钢板(15)底部吊耳上，且保证球形质量块(3)底部两侧的钢丝绳分别与对边的吊耳连接，最后将底座与墩台(12)焊接固定。
10.根据权利要求5所述的基于数值模拟的错层对置主被动调谐质量阻尼器调节方法，其特征在于，所述底部设备进行第二阶段安装时，每套ATMD设备安装两个刚度调整装置(11)，两个刚度调整装置(11)对称安装在导向装置支座(700)与导向架(800)之间，且位于缓冲装置(10)外侧；刚度调整装置(11)包括U形挡块(1100)、U形主动摩擦板(1101)、弹簧装置，具体安装过程为：
首先利用千斤顶将U形挡块(1100)顶升至水平位置，并且紧贴导向架(800)下部挡块(806)，然后将其与挡块(806)搭接处角焊固定，焊接好后，卸除千斤顶；在U形挡块(1100)前端面和后两端面均固定一块U形主动摩擦板(1101)；
接着安装弹簧装置，弹簧装置包括弹簧导向部，弹簧导向部包括导柱支座(1102)，导柱支座(1102)一侧安装有端部固定法兰(1103)，导柱支座(1102)和端部固定法兰(1103)通过螺栓固定在导柱(1104)一端，导柱(1104)另一端靠近端部处安装有端部传动法兰(1105)，导柱(1104)上还安装有弹簧(1106)、弹簧连接法兰(1107)；端部固定法兰(1103)固定在导柱支座(1102)上；弹簧连接法兰(1107)内部安装石墨铜套，两侧用铜套挡板限位铜套；端部传动法兰(1105)端面固定有从动板(1108)；
弹簧装置还包括穿过U形挡块(1100)且固定在缓冲装置(10)上的连接套固定套筒(1109)，连接套固定套筒(1109)在长度方向上相对于U形挡块(1100)居中，在宽度方向上相对于U形槽宽度方向居中，与U形槽单边距离10mm，同时与连接套固定套筒(1109)轴线水平；
导柱(1104)另一端还依次安装有聚氨酯缓冲垫块(1111)、调节螺母(1112)、连接套(1113)，且聚氨酯缓冲垫块(1111)、调节螺母(1112)、连接套(1113 )均旋入连接套固定套筒(1109)中，弹簧导向部的导柱支座(1102)安装在底座上，底座安装在缓冲装置(10)外侧的墩台(12)上；
采用上述方法继续安装另一端的弹簧装置，将两个弹簧装置通过连接套固定套筒(1109)相对安装在一起，共同构成刚度调整装置(11)；
最后采用同样的方法安装球形质量块(3)另一侧的刚度调整装置(11)，然后割除剩余的方管(13)斜撑。
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