Wat is een tuned mass damper?

Een tuned mass damper (TMD), in het Nederlands ook wel afgestemde massademper of trillingsdemper genoemd, is een zware massa die met veren of als slinger aan een constructie is opgehangen en via dempers is verbonden, en die zo is afgestemd dat hij de trillingen van die constructie tegenwerkt. Hij wordt gebruikt in hoge, slanke gebouwen, torens, schoorstenen en lichte bruggen die door wind, voetgangers of verkeer gaan slingeren.

Werking

Elke constructie heeft een eigenfrequentie: het tempo waarin hij vanzelf heen en weer gaat als hij eenmaal in beweging is. Valt een belasting, zoals windwervels of het ritme van lopende mensen, samen met die frequentie, dan ontstaat resonantie en worden de uitslagen groot.

Een TMD werkt in drie stappen:

1. Afstemmen: de massa en de veerstijfheid worden zo gekozen dat de demper bijna dezelfde eigenfrequentie heeft als de constructie.
2. Tegenbewegen: als het gebouw naar links beweegt, blijft de massa door traagheid achter en beweegt hij relatief naar rechts. Zo trekt hij de constructie terug.
3. Energie opnemen: de dempers zetten bewegingsenergie om in warmte, zodat de trilling sneller uitdooft.

De massa is meestal een klein percentage van de massa van het gebouw. Een TMD maakt de constructie niet sterker; hij maakt de beweging kleiner en daarmee comfortabeler.

Voorbeelden

• Taipei 101 (Taiwan): in de top hangt een stalen bol van ongeveer 660 ton als slinger. Volgens Guinness World Records is dit de grootste tuned mass damper ter wereld.
• Millennium Bridge (Londen): de voetgangersbrug bewoog bij de opening in 2000 zo sterk zijwaarts dat hij werd gesloten. Na het aanbrengen van extra dempers, waaronder tuned mass dampers, ging hij in 2002 weer open.

Toepassing

• Wolkenkrabbers en slanke woontorens, tegen windgeïnduceerde slingering.
• Voetgangersbruggen en lichte trappen die gaan meetrillen.
• Schoorstenen, masten en windturbines.
• Vloeren in gebouwen met machines of sportzalen.

Tips voor de praktijk

• Eerst meten: laat een trillingsonderzoek uitvoeren voordat je een oplossing kiest. Een TMD werkt alleen goed voor de frequentie waarop hij is afgestemd.
• Ontwerp door een specialist: afstemming, demping en ophanging vragen een dynamische berekening door een constructeur.
• Na verbouwing opnieuw controleren: verandert de massa of stijfheid van de constructie, dan kan de demper ontstemd raken.

Gerelateerde termen

• Trilling
• Trillingsonderzoek
• Aardbevingsbestendig
• Hangbrug
• Constructeur

Meer weten over bouwkundige termen? Bekijk onze kennisbank op fredsbouwtekeningen.nl.