上海世博文化中心TMD减轻人致振动分析与实测研究
上海世博会博物馆报告厅的建声设计
上海世博会博物馆报告厅的建声设计作者：傅晨丽来源：《演艺科技》2018年第08期【摘要】介绍上海世博会博物馆报告厅的建声设计，包括设计要求、音质设计、隔声设计以及噪声控制等。
【关键词】上海世博会博物馆；建声设计；音质；隔声；噪声控制文章编号： 10.3969/j.issn.1674-8239.2018.08.016Acoustic Design of the Lecture Hall in Shanghai World Expo MuseumFU Chen-li（Acoustic & Theater Special Design & Research Division， East China Architectural De-sign & Research Institute Co.， Ltd， Shanghai 200070， China）【Abstract】The author introduces the architectural acoustics design of the lecture hall of Shanghai Expo Museum， including the design requirements， sound quality design， sound insula-tion design and noise control.【Key Words】Shanghai World Expo Museum； acoustics design； sound quality； sound insulation； noise control1 項目概况经过五年多的设计建设，上海世博会博物馆（以下简称“世博博物馆”，见图1）于2017年5月1日正式对外开放。
世博博物馆是迄今为止中国国内第一个真正意义上的国际性博物馆，也是目前国际展览局全球唯一授权的永久性世博会官方博物馆和文献中心。
上海环球金融中心大厦振动控制及现场实测分析(thesis)
图 1 上海环球金融中心及上海金茂大厦 Fig. 1 Shanghai W orld Financial Tower and
Shanghai J inmao Tower
型柱和核芯筒之间 。此外 ,在三维巨型框架中仅 在垂直立面上设置了单向斜撑 ,考虑到建筑美观 和采光效果的影响 ,从 42层开始二对角的巨型柱 分叉所逐渐形成倾斜曲面上 ,未设置单向支撑 ,因 此 ,建筑周边的斜撑未形成封闭体系 [ 2, 3 ] 。
求得的 。这些状态量包括设置阻尼设备的楼层以
及振动体自身的位移和速度 。反馈增益采用非线
性理论 ,由下式求得 :
·
·
U = K1 X1 + K2 X2 + K3 X1 + K4 X2
·抗震与抗风 ·
·65·
··
+ Un (X1 , X2 , X1 , X2 )
(1)
式中 U ———控制力 ;
X1 , X2 ———分别为振动体和建筑物的位移 ;
上海环球金融中心的结构设计以中国规范和 部分美国规范为依据 。结构采用了钢与混凝土的 组合结构 ,结构体系采用了三重结构体系抵抗水 平荷载 ,它们分别由巨型柱 、巨型斜撑以及带状桁 架构成的三维巨型框架结构 、钢筋混凝土核心筒 结构以及构成核心筒和巨型结构柱之间相互作用 的伸臂钢桁架组成 。虽然作为三重结构体系的巨 型支撑体系 、钢筋混凝土 /钢结构核芯筒和伸臂桁 架在工程中都有很多应用实例 ,例如 :上海金贸大 厦 、马来西亚石油大厦采用了混凝土核芯筒 ;美国 芝加哥的汉考克大厦 ,毁于“911 ”的美国纽约世 贸大厦采用的是钢结构的核芯筒 ;香港的中国银 行大厦采用的是巨型支撑体系 ;香港国际金融中 心既采用混凝土核芯筒又采用伸臂桁架 ;美国钢 材总部大厦采用了钢结构核芯筒和伸臂桁架 [ 1 ] ; 等等 。上海环球金融中心是迄今为止首例将这三 部分共同组成的巨型结构运用于一体的工程 。
上海世博文化中心TMD减轻人致振动分析与实测研究
动
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Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＢＲＡＴＩ ＯＮ ＡＮＤ Ｓ ＨＯＣＫ
上 海 世 博 文化 中心 Ｔ ＭＤ减 轻 人致 振 动分 析 与 实测 研 究
吕西 林 ，丁 鲲 ，施 卫 星 ，翁 大 根
２０ ９ ） ０ ０２
（ 同济 大学 土木工程 防灾 国家 重点 实验 室 ， 上海
Ａｂ ｔ ａ ｔ： ｓｒ ｃ Ｓ ｎ ｈ ｉＥｘ ｏ ｃ ｌ ｒ ｃ ｎ ｅ ｓ ｎ ｏ ｈ ｐ ｒ ｎ ｎ ｂ ｉｄ ｎ ｓ ｆ ｒ Ｅｘ ｏ ２ Ｓ ｎ ｈ ｉ Ｉｓ ｈａ ｇ ａ ｐ ｕ ｔ ｅ ｅ ｔｒ ｉ ｏ ｅ ｆ ｔ ｅ ｅ ｍａ ｅ ｔ ｕ ｌ ｉ ｇ ｏ ｐ ０１ ｕ ｈａ ｇ ａ ． ｔ ｍａ ｎ ０ ｉ
关 键 词 ：世 博 文 化 中 心 ； 致 振 动 ； 适 度 ； 谐 质 量 阻 尼 器 人 舒 调 中 图 分 类 号 ：Ｔ ３ ３ ３ Ｕ ９ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ａｎａｙｓｓ ａ ｅｄ ｔ ｓ ｏ ｍ ａ ｉ ｕｃ ｄ ｖ ｂｒ ｔｏ ｅ ｃ ｉ ｎ ｗｉｈ ｌ ｉ ｎｄ ｆ ｌ ｅ ｔｆ ｒ ｈｕ ｉ ｎ・ｎｄ ｅ ｉ ａ ｉ ｎ ｒ ｄｕ ｔｏ ｔ ＴＭ Ｄ ｎ ａ ｈ ｉＥＸＰＯ ｕ ｔ ｅ ｃ ｎｔ ｒ ｉ Ｓｈ ｎｇ ａ ｃ ｌｕｒ ｅ ｅ
摘 要 ：上海世博文化 中心是 ２１ 上海世博会永久性场馆之一 ， ００ 其主体结构 由沿环 向的 ３ 榀悬臂长度 不一 的钢 ６
桁 架和矩形钢管 混 凝土 内框 架 组 成 。结 构 六层 为 悬挑 钢 结 构楼 盖 ， 引起人 致 振 动 问题 。对采 用 调 谐 质 量 阻尼 器 易 （ ＭＤ 进行人致振动控制 的上海世博 文化 中心进行 了大量 的计算分析和现场 实测。结果表 明结构各 榀桁架 的竖向共振 Ｔ ）
上海世博会中国馆抗震分析与振动台模型试验研究
Ｊｎ ０ １ ｕ ．２ ｌ
上 海 世 博 会 中 国 馆 抗 震 分 析 与 振 动 台模 型 试 验 研 究
蒋欢军， 王
， 陈 云 斌 口 西 林 ，
口
（ 济 大 学 土 木 工 程 防 灾 国 家 重 点 实验 室 ， 海 ２ ０ ９ ） 同 上 ０ ０ ２
摘
要 ：Ｏ Ｏ年 上海世博 会 ｑ 国馆 建筑造 型和结 构体 系独特 ， ２１ － 主体结 构为 ４个钢 筋混凝 土筒体加 组
ｔ ｖ ｌ ａ ｅ ｉｓ ｏ ｅ ａ ｌｓ ｉｍｉ ｒ ｏ ｍ ａ ｅ ａ ｄ ｉ ｐ ｏ ｈｅ ｓ ｒ ｃ ｕｒ ｌ ｅ ｉ ｎ． Ａｔ ｔ ａ ｉ ｏ ｅ ａ ｕ ｔ ｔ ｖ ｒ ｌ ｅ ｓ ｃ ｐｅ ｆ ｒ ｎｃ ｎ ｍ ｒ ｖｅ ｔ ｔ ｕ ｔ ａ ｄ ｓｇ ｈｅ ｓ ｍｅ ｌｍｅ，ｓ ｋ ｎｇ ｈａ ｉ
第 ３ ３卷 第 ３期 ２¨ 年 ６月 Ｏ
土 木 建 筑 与 环 境 工 程
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｖ ｌ ｏ ｒ ａ ｆＣｉ ｉ。Ａｒ ｈ ｔ ｃ ｕ ａ ｃ ｉｅ ｔ ｒ ｌ Ｅｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｌ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｖ ｒ ｎ ｎ ａ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ
Ｖ ｏ ． Ｎｏ． １ ３３ ３
了比例 为 １２ ／ ７的模拟地震振动 台试验 。计算结果表 明 ， 虽然 中国馆 的第一振 型为扭 转， 结构的扭 转 但 反应不大 ， 和振动 台试验结果具有较好 的一致性 。同时， 型分析和模 型试验表 明结构的损 伤发展 符 原
合 预 期 的破 坏 形 式 ， 够 满 足 预 定 的抗 震 设 防 目标 。根 据 试 验 结 果 ， 出 了改 进 设 计 建议 。 能 给
Ｂｉ —ｉ ｎ ｏ ＪＡＮ Ｈ ａ — ｎ， Ｗ ＡＮＧ ｎ， ＬＵ Ｘｉｌ ， ＣＨＥＮ Ｙ ｎ Ｉ Ｇ ｕ ｎ ｉ ｕ
基于调谐质量阻尼器的大跨度楼盖舒适度分析
基于调谐质量阻尼器的大跨度楼盖舒适度分析发表时间：2018-04-19T14:37:49.263Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第33期作者：付仰强王宁[导读] 立足于某体育场大跨度楼盖，提出一种新型的调谐质量阻尼器，并通过对某体育场馆大跨楼盖的舒适度分析。
中国中元国际工程有限公司北京 100089 摘要：立足于某体育场大跨度楼盖，提出一种新型的调谐质量阻尼器，并通过对某体育场馆大跨楼盖的舒适度分析，实现了大跨楼盖的竖向加速度控制。
分析结果表明，该TMD能够满足应用要求，同时显著改善大跨楼盖的舒适度。
关键词：TMD；舒适度分析；减振控制引言近年来，随着经济建设与文化发展的需要，轻质、高强建筑材料及新型结构体系的普及使得大跨度楼盖在体育场馆、会展中心、大型候机（车）厅等公共建筑中的应用日益广泛，人致振动作用下结构的振动响应及舒适度问题也愈发突出。
传统楼盖设计，为了防止过大的人致振动响应，一般采用将结构自振频率与人致激励频带相隔离的方法[1-3]。
频率隔离法虽较为简单，易于工程应用，但该法设计的楼盖偏于保守，经济性较差，无法考虑楼盖各阶模态质量、阻尼特性，难以有效准确地评价楼盖振动舒适度性能。
鉴于减振效果显著、易于实现、经济性好的优点，调谐质量阻尼器越来越多的用于人行天桥、大跨楼盖结构的竖向振动舒适度控制[4-6]。
本文基于实际的工程应用，提出一种新型的调谐质量阻尼器；针对不同的人致激励下某运动场地大跨楼盖的振动舒适度进行了分析，提出了基于该TMD的减振控制方案，对大跨楼盖的舒适度控制给出了一些建议。
1 一种新型调谐质量阻尼器调谐质量阻尼器（Tuned Mass Damper，简称TMD）采用调谐吸振的减振策略，是一种依靠在结构某部位施加惯性质量，并配以弹簧单元及阻尼单元，通过惯性质量与主结构控制振型谐振吸收及消耗主结构振动能量的减振装置，本质上讲是一种结构振动的利用。
本文立足于某实际工程，提出了一种参数可调、构造简单、易于安装实现且节省建筑空间的新型调谐质量阻尼器，如错误！未找到引用源。
上海市世博会主题馆建造所运用的物理知识
上海市世博会主题馆建造所运用的物理知识实际流体的伯努利方程可在建筑中设计重力流排污水管系统；利用光经过建筑材料反射和透射后的分布、变向的特性，可使室内外的光环境达到人们不同的感受和需求，同时应对光污染的危害引起高度重视；在住宅中，皮肤经常直接接触的地方使用何种建筑材料，才不致于在冷或热的时候使人感到不适是要认真对待的；建筑上的声学问题要求设计合理的房间形状及合适选用材料，才能保证良好的隔噪声效果，达到最佳的音质；雷击的危害不容忽视，利用静电场的物理原理可防止建筑物曹受雷击。
“绿建筑”：梦想“照进”现实作为上海世博会的主出入口和世博园区的中央立体交通轴线，22日刚刚竣工的世博轴长度超过1000米、分地下、地上各两层。
它将为海内外7000万人次参观者带来奇妙的昼与夜，它更是“绿色建筑”理念与技术的聚合体。
世博轴上那朵朵“喇叭花”其实名叫“阳光谷”。
6个“阳光谷”贯穿世博轴各层建筑平面，可将倾泻而下的自然光、流动的空气引入建筑内部和地下空间，这是世博轴节能的一个起点。
晚间，人们用肉眼观看到“繁星”，那其实是与世博轴自然飘逸的曲线相融合的LED灯饰。
上海世博会执委会专职副主任钟燕群说，LED照明将为世博园区节约大量能耗。
包括世博轴在内的“一轴四馆”永久性建筑，其景观照明全部采用LED，整个园区80％以上夜景照明采用LED，这将使上海世博会成为全球屈指可数的LED集中示范区。
如钟燕群所言，世博轴仅是世博园区“绿色建筑”的缩影之一。
于2009年12月竣工的世博中心，也堪称引领中国大型公共建筑节能、绿色、可持续新风的一个典范。
据上海世博（集团）有限公司董事长戴柳介绍，经初步估算，世博中心每年可节约能耗2160吨标准煤，煤电转换相当于上海一万多户居民一年用电总量；每年可节约自来水16万吨，相当于上海1000多户居民一年的用水总量。
“绿智慧”：引领环保潮流上海世博会是集纳世界智慧的大舞台。
来自世界各地的参展方正在贡献他们的“绿色智慧”。
单摆式TMD简介及其减振性能分析
对杨浦大桥的抖动问题进行了研究， 并设计了分
收稿日期： 2012 － 03 － 31 联系作者，Email： 052734_liuxun@ tongji． edu． cn
*
·抗震与抗风· 2． 2 单摆式 TMD 的优缺点
· 67·
结构工程师第 28 卷第 6 期
3
单摆式 TMD 减振性能分析
目前单摆式 TMD 的研究和应用较少， 因此发 单摆式 展的空间也比较大。与传统的 TMD 相比， TMD 主要有以下的优缺点。 （ 1 ） 优点： 形式简单， 设计简便； 自振周期可 ， 通过调整摆长控制 便于根据主结构自振周期进 行调整； 单摆可在水平向任意方向摆动， 一个阻尼 器就可实现多自由度的振动控制 。 （ 2 ） 缺点： 对于自振周期较大的高层结构， 单 摆需要的摆长较长， 浪费空间； 阻尼的施加还需要 进一步的研究和优化； 摆动幅度不能过大， 需要根 据实际情况控制单摆的摆动幅度 。 2． 3 单摆式 TMD 的工程应用实例
f =
图2 Fig． 2 结构计算简图 Structural calculation model
槡
γ 2 1 +γ 1 + 3γ
（ 1） （ 2）
ζs =
8 （ 1 + γ） 槡
2
| up | = H
g2
［ f 槡
2
2 （ 1 + γ） － g2］ + 4 g2 f 2 ζ2 s （ 1 + γ）
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ［ γf g － （ g － 1 ） （ g － f ） + 4 g ζ s ζ p f］ + 4 g ［ ζ s f（ g + γg － 1 ） + ζ s （ g － f ） ］ 槡
刍议某大跨度结构楼盖振动舒适度分析与控制
刍议某大跨度结构楼盖振动舒适度分析与控制摘要：笔者结合多年工作经验，以广西某大跨度工程为例，利用Midas/GEN 软件对受控和非受控结构的地面舒适性进行了分析，简要介绍了步行荷载模型、等效人数、舒适性评价标准和TMD计算参数。
为TMD的有效设计、TMD敏感参数分析及后续类似工程提供参考。
关键词：大跨度结构；楼盖振动；舒适度前言展厅、体育场馆、会议厅等大型公共建筑对空间的要求极其高。
为了满足这一要求，大跨度结构不断涌现，但在此过程中建筑的舒适性问题经常被设计师们所忽视，严重影响了人们的体验感。
地板的舒适性是由于随着跨度的增加，其垂直频率降低。
当频率降低到与行人频率相同或接近（1.5-2.5Hz）时，地板可能发生共振现象，其垂直振动可能超过行人的可接受水平。
为了解决这一问题，传统的方法是对楼板进行加固，以提高其自振频率，避免共振。
然而，该措施对结构有很大影响，在经济上不安全。
基于此，调谐质量阻尼器（TMD）越来越受到工程师们的青睐。
TMD是一种由弹簧、阻尼器和质量块组成的被动冲击控制。
控制原理是通过调整弹簧刚度或改变质量块的重量来调整TMD的固有振动频率，使其接近地板的激励频率或基频。
当地板受到外部激励振动时，TMD会产生一个与地板振动相反的惯性力，用于地板，使地板响应衰减。
同时，地板的部分动能被转移到TMD，并通过其阻尼器消散。
TMD的效果已在许多工程案例中得到证实。
采用TMD减振技术后，减振效果非常明显。
1项目概况该项目共有12层，其中地上10层，地下2层。
地上每层包括南北两个中庭或大跨度楼层。
大跨度楼板的分布位置如图1所示。
每个位置的跨度从59米到27米不等。
楼层结构为120mm厚钢筋混凝土桁架组合板。
图l大跨度中庭示意图(单位：mm)2现场测试为了更准确地评估项目的舒适性，在这些大跨度楼板上进行了现场试验。
为了模拟不同条件下的地板舒适性响应，进行了六项试验：（1）自然脉动（获得结构的自然振动频率）；（2）行人走得很慢；（3）行人走得很快；（4）行人跑得很快；（5）单人进行跳跃；（6）多人进行跳跃。
上海世博会中国馆的科技含量
上海世博会中国馆的科技含量介绍上海世博会于2010年在中国上海举办，吸引了来自世界各地的参展国家和组织。
作为世博会上最具代表性的展馆之一，中国馆以其卓越的科技含量而备受瞩目。
本文将详细探讨上海世博会中国馆的科技含量，包括展示的科技创新、交互体验以及场馆的可持续性。
科技创新展示智能交通系统中国馆在展示科技创新方面下足了功夫。
其中最引人注目的是智能交通系统的展示。
通过先进的感知技术和智能控制系统，中国馆呈现出了未来城市交通的愿景。
参观者可以亲身体验无人驾驶汽车、智能交通信号灯以及智能导航系统的高效运行。
这些科技创新不仅展示了中国在智能交通领域的领先地位，也向世界展示了可持续交通的发展方向。
人工智能与机器人技术中国馆还展示了人工智能和机器人技术的最新成果。
参观者可以看到具有高度智能化的机器人在场馆内执行各种任务，例如导览、服务和表演。
这些机器人能够与参观者进行交互，并回答他们的问题。
通过展示这些技术的应用场景，中国馆向参观者展示了人工智能和机器人技术在未来生活中的潜力。
虚拟现实与增强现实技术在中国馆参观者还能体验到虚拟现实和增强现实技术的魅力。
参观者可以穿戴虚拟现实眼镜，沉浸在虚拟世界的奇妙之中。
他们可以在虚拟现实环境中参观未来的城市，探索人工智能和自动化技术的应用。
此外，增强现实技术也被应用于馆内的文化展示，通过将现实世界与虚拟信息融合，营造出丰富而独特的观展体验。
交互体验互动展示区中国馆为参观者提供了丰富的互动体验，使他们能够更好地理解科技创新的本质和意义。
在互动展示区，参观者可以参与各种科技项目的实验和演示。
他们可以与机器人进行对话，亲自操作无人驾驶汽车，体验虚拟现实技术带来的奇妙感觉。
这种互动体验促使参观者更深入地了解科技的应用和发展。
科技创新讲座为了进一步推广科技创新，中国馆还组织了一系列的讲座和研讨会。
在这些讲座中，来自学术界和行业的专家将分享他们的最新研究成果和应用案例。
参观者可以通过这些讲座了解到科技创新的前沿知识和发展趋势。
上海世博会展馆的设计理念解析
上海世博会展馆的设计理念解析2024年11月3日，上海主办的世博会展馆设计方案正式揭晓，由霍金建筑设计事务所负责设计。
展馆设计采用了现代化和创新化的理念，以“城市，让生活更美好”为主题，将城市与人的生活紧密结合，展现了上海作为一个国际大都市的风采。
1.包容性：上海世博会的主题是“城市，让生活更美好”，展馆设计充分考虑了世界各国的文化差异和城市风貌，以包容性的姿态迎接不同国家和地区的展馆。
展馆设计尊重每个国家和地区展览的独特特点，同时也通过布局和建筑风格的统一性，形成了一个有机的整体。
2.可持续性：上海世博会展馆设有许多绿色和可持续的设计元素，包括太阳能发电系统、雨水收集利用系统、自然通风和光控制系统等。
这些设计不仅能够减少对传统能源的依赖，降低能源消耗，还能够最大程度地减少对环境的影响，符合可持续发展的原则。
3.开放性：上海世博会展馆的设计力求开放和互动性，将展览空间与城市公共空间相融合，为游客创造了多样化的体验和互动机会。
展馆内设有大型的屋顶花园和观景平台，游客可以在此欣赏到整个世博园区的美景，并通过体验式的展览方式，亲身感受到不同国家和地区的城市文化。
4.可拆卸性：上海世博会展馆的设计在建筑材料和结构上注重可拆卸性，以便在世博会结束后进行集体拆除或转移。
这种设计理念不仅能够最大化地降低世博会对城市基础设施的影响，还可以在世博会结束后，将展馆转变为可再利用的公共设施，为城市的可持续发展留下遗产。
总之，上海世博会展馆的设计理念融合了城市生活、可持续发展、文化包容和开放互动等多个方面，旨在通过展馆的设计和功能，展现上海这个国际都市的独特魅力。
展馆的设计不仅满足了世博会期间的展览需求，更注重了展馆在世博会后的可持续利用和城市发展的长远影响。
上海世博文化中心TMD减轻人致振动分析与实测研究
特别是在步行 整个步行频率范围 （ 1． 6 Hz ～ 2． 4 Hz ） ， 2 Hz ， 附近较为密集 因此根据分析结 频率的中心位置 果， 结构很有可能发生共振现象。
1
工程概况
上海世博文化中心是 2010 年上海世博会永久性 场馆之 一， 位 于 世 博 园 核 心 区 滨 江 带。 建 筑 主 体 为 18 000 座多功能场馆及环绕主场馆周边的六层建筑 ， 总 平面投 建筑面积约 140 277 m 。建筑形态似空中飞碟， 平面尺寸为 165 m × 205 m， 主场馆布置呈 影呈三角形， 椭圆形。 主体结构沿环向由 36 榀悬臂长度不一的钢桁架 及内框架组成， 地上六层， 地下二层， 屋面最高处距离 室外地面 41． 5 m。内框架围绕 18 000 座主场馆布置， 框架间距 11． 5 m， 框架柱采用矩形钢管混凝土。 沿径 桁架根 向利用碟形主体的高度布置大跨悬臂钢桁架， 部高度 12 m， 悬臂长度 20 m ～ 31 m 不等。利用电梯分 别在东南角增加两个、 西南角增加三个剪力墙芯筒， 悬 并在芯筒上的桁架间 臂桁架铰接搁置在芯筒角点上， 设置转换桁架， 使芯筒中间轴线上悬臂桁架的长度均 控制在 31 m 以内。 内框架通过环向框架梁将各榀框 架联系在一起， 以抵抗水平地震作用和 水 平 风 荷 载。 内框架既承担着悬臂桁架传来的竖向荷载和弯矩， 又 承担着整个结构的水平作用， 是整个结构的主要抗侧 。 1 力构件 六层结构平面如图 所示。
图4 图1 六层结构平面示意图 Fig． 1 Structural plan of 6 th floor
荷载作用点和输出参考点位置 （ 1 轴） 表2 桁架梁竖向共振频率
Fig． 4 Position of steadystate load and output Tab． 2 Vertical resonance frequency of truss 轴线号 Midas 1 6 12 18 24 30 36 2． 25 2． 05 2． 1 2． 06 2． 05 2． 1 2． 24 共振频率 / Hz Sap 2000 2． 28 2． 12 2． 19 2． 19 2． 11 2． 19 2． 28
汽轮机凝汽器胶球清洗装置收球率低的原因与解决方法
减振效果明显减弱。
结合以上的大楼的抗振起到了很可总结出该系统的优缺点。
只需一端固定，可以代替其他在振动方向无法或者不易连接的减振设备而发挥作用。
加设阻尼器后，可将振动过程中产生的动能转化为阻尼器的热能表并耗散到孔维红，以此来减小建筑②TMD对频率的变化范围比较敏感，只有频率达到特定频率时抗风效果才会很好。
但是考虑到实际情况，大楼的振动频率是时时刻刻的变化的，达到特定情况只是一种理想要求，这是该系统一个很大的局限之处。
3.3TMD系统的改进想法TMD系统质量过大，可将其分散成数个小的TMD分散在机构内部，从而实现更小的质量分配，达到更好的减振效果。
参考文献:[1]同长虹，张小栋.调谐质量阻尼器参数优化及其应用，振动、测试与诊断，2007，6（2）：146-149.[2]陈永祁，彭程，喆马良.调谐质量阻尼器（TMD）在高层结构图1循环水及胶球清洗装置泵送至凝汽器内（图1）。
原因分析及改进措施针对我公司胶球系统收球率低可能存在的原因进行并提出以下改进措施：收球网不严，破损或被异物卡涩等。
胶球清洗装置型结构，收球网的开启和关闭为电动操作。
如果收球网关闭不严，两边格栅闭合处过大，或者循环水的水流作用造成网片变形，就会造成胶球从收球网中漏通过打开收球网旁边的人孔门，检查收球网的严密性，发现收球网网片的间隙大概在10mm，两边格栅闭合处大图2胶球清洗装置收球网凝汽器进、出水室管板侧被杂物堵塞，胶球无法进入凝汽器管道进行循环。
利用公司机组检修的机会，打开循环水水侧人孔门检查，未发现有杂物堵塞进、水室管板。
循环水压力低，流速低，造成有些胶球浮在水面，可能卡涩在管子头部，未能进入凝汽器内。
所以在投入使用胶球清洗装置前，增开一台循环水泵从而防止清洗过程中由于循环水压力不足导致胶球停留在凝汽器管束以外。
凝汽器不锈钢管道结垢，从而引起胶球的堵塞。
通过大小修，打开凝汽器水侧人孔门，发现凝汽器不锈钢管结垢严重，管道内有较多胶球卡涩在里面。
大跨人行桥人致振动舒适性分析评价及减振设计
大跨人行桥人致振动舒适性分析评价及减振设计摘要：近年来，我国人行天桥的跨度越来越大，景观造型越来越独特，结构也日渐轻柔，故其自振频率一般较低，不满足我国规范对桥梁竖向自振频率不应小于3 Hz的要求，这时应进行人致振动舒适性分析评价并设置减振装置。
通过实桥分析表明，TMD减振效果非常明显，对不同的受控振型应分别设置TMD，但TMD对于自振自振频率存在倍数关系的振型也能起到很好的减振效果。
结构振型以扭转为主时，可分别采用竖向及侧向阻尼器来减振，也可只采用侧向减振装置来抑制侧向及竖向振动。
关键词：大跨径；人行桥；人致振动舒适性分析评价；TMD设计在结构竖向自振频率接近人群步行频率时，桥面易产生显著的振动响应，进而引发结构的使用舒适性问题。
对自振频率与行人频率相接近的人行桥，通常采用两种方法进行振动控制：一是桥梁结构自振频率尽量避开人致振动的敏感频率范围；二是采用减振措施。
避开人致振动的敏感频率范围是一种简单的方法，但跨径一般由桥址处使用条件限制，而结构形式由美学因素确定，很难改变。
故对自振频率不满足规范的大跨人行桥进行动力分析并采取减振措施，成为大跨径人行桥设计的重要内容。
1 工程概况洋泾港桥是上海市黄浦江东岸滨江公共空间贯通开放工程的重要节点，桥址位于洋泾港河与黄浦江交汇处，河口宽度45m。
经过国际方案征集，钢结构桁架桥方案中选，桥梁主跨55 m，立面为梭形桁架结构，桥面中间设置单片主桁架，下弦杆设置水平挑臂作为自行车骑行道，上弦杆反方向水平伸出作为人行道，人行道通过斜撑与下弦杆连接，斜杆采用钢拉杆，人行道分为慢行道和跑步道，宽均为3 m，骑行道宽为4 m。
桥梁立面构造图与桥梁3D模型分见图1和图2。
图2 桥梁3D模型建立3D有限元模型进行动力特征分析，动力特征见表1。
1阶～5阶振型图见图3。
表1 桥梁动力特性a）1阶b）2阶c）3阶d）4阶e）5阶图 3 1阶～5阶振型图2 舒适性评价标准作用于人行桥的竖向和侧向激振力是由经过人行桥的行人引起的，行人的正常行走步频介于1.6 Hz （慢走）和2.4 Hz（快走）之间，平均值大约是2 Hz。
人行天桥TMD减振设计测试分析研究
规划设计 Planning and design104 人行天桥TMD 减振设计测试分析研究张潇文 徐鑫磊 张世宇 蔡晓莹 周志良 赵 康*（南京林业大学 土木工程学院， 江苏 南京 210037）中图分类号：TU7 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2018）09-0104-01摘要：本文对某一城市人行天桥进行了竖向振动测试以及减振设计研究。
通过建立有限元模型，分析了天桥在行人荷载下的动力响应，对安装TMD 减振器前后的结构振动进行了测试分析，结果表明TMD 减振器可以有效控制人行天桥的竖向振动。
关键词：人行天桥；共振；质量调谐阻尼器0 引言人行天桥在城市道路中占据了重要作用，是人行荷载作为主要荷载的结构体。
在人行天桥的设计当中，结构的振动是不可忽略的一个重要因素。
从伦敦的千禧桥开始，人行荷载对于大跨度的人行天桥的激振问题逐渐引起了全世界范围内的关注[1,2]。
当行人荷载对结构的激励满足一定条件，即激振的频率与结构自身一阶竖向振动频率相符时，人行天桥会产生共振，会造成人群的心里恐慌[3]，目前各国专家主要建议采用质量调谐阻尼器（TMD）来对大跨人行桥进行振动控制[4,5]。
1 振动评价标准由结构动力学可知，结构在共振时振动最为明显，为避免共振现象的出现，人行天桥在设计大多采用限制桥梁自振频率的方法。
许多国外相关规范都进行了规定。
日本道路协会规定人行天桥的竖向自振频率不能在1.5~2.3Hz，瑞典国家规范Bro20041则要求天桥的第一阶竖向自振频率必须大于3.5Hz。
ISO 10137（1992年）采用ISO 2631-1:1989中规定的舒适度基本曲线乘以60来作为人行桥舒适度限值，而峰值加速度则根据频率的不同要求在500~1000m/s 2之间。
欧洲规范EN1990则要求不管人行桥桥面上的任何位置其加速度峰值都不大于700m/s 2。
我国《人行天桥和人行地道规范》要求天桥的第一阶竖向自振频率应不小于3Hz，属于避开敏感频率法的范畴。
世博文化中心主场馆建筑声学设计
世博文化中心主场馆建筑声学设计
张晓岚;章奎生
【期刊名称】《演艺科技》
【年(卷),期】2010(000)0z1
【摘要】介绍世博文化中心主场馆建声设计概况和主要解决方法.
【总页数】5页(P109-113)
【作者】张晓岚;章奎生
【作者单位】上海现代建筑设计(集团)有限公司,章奎生声学设计研究所,上
海,200041;上海现代建筑设计(集团)有限公司,章奎生声学设计研究所,上海,200041【正文语种】中文
【相关文献】
1.永不落幕的城市舞台2010年上海世博会世博文化中心的设计与建造过程 [J], 倪阳
2.建筑声学设计与空间美学的一体化--从两个体育场馆的建筑声学设计谈起 [J], 邱坚珍;吴硕贤
3.世博文化中心场馆照明设计 [J], 於红芳;吴亚中
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5.世博文化中心和世博轴创多项“世界之最” [J],
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大跨度连廊人致振动分析与减振设计
大跨度连廊人致振动分析与减振设计陈刚;陈玉泉;周杰【摘要】综合目前人行荷载和舒适度评价的研究成果,模拟不同工况下单人、多人有序和随机荷载,对某大跨度钢结构连廊进行振动特性和舒适度分析.根据结构的振动特性,借鉴MTMD相关研究,对大跨度钢结构连廊进行MTMD减振设计.结果表明,利用MTMD减振系统可以有效地控制结构的竖向振动,满足舒适度的要求.%Based on existing researches on pedestrian loading and comfort level assessment, different pedestrian loading models are developed to simulate activities of single person walking, regular or stochastic crowd walking. Vibrating characteristics and comfort level of long span steel corridor are studied. According to the vibrating characteristics of structures, an MTMD system is designed in the corridor using the relevant results. It is shown that the design of the MTMD system can control the vertical vibration of the corridor and can satisfy the requirement of the comfort level.【期刊名称】《烟台大学学报（自然科学与工程版）》【年(卷),期】2013(026)002【总页数】6页(P151-156)【关键词】随机人行荷载;蒙特卡罗模拟;舒适度;振动控制【作者】陈刚;陈玉泉;周杰【作者单位】浙江杭萧钢构股份有限公司设计部,浙江杭州310003【正文语种】中文【中图分类】TU391大跨度结构均为轻质和低阻尼，在人群行走作用下会出现较大的振动响应，特别是竖向自振频率接近人的步频时，会产生共振.为了防止结构振动过大，国内规范[1]采取对结构基频进行控制，避开人的步行频率共振频段，从而控制加速度响应.该方法虽然简单实用，但是在大跨度复杂结构中，因为建筑外观、使用功能的要求，无法避开共振频率.本文结合某园区不同功能区间大跨度钢结构连廊，综合引用相关指标，对其在人行荷载激励下的行走舒适度进行分析，并采取相应的措施进行振动控制.该连廊最大跨度65 m，最大横向宽度12.6 m，走廊弧形内侧用于观景，两侧桥塔结构采用钢管混凝土+钢支撑形式，结构计算模型如图1所示.人行连廊的振动分析，首先需要准确地模拟相应的人行荷载.由于人行荷载的多变量随机性，需要采用有限元程序Midas/Gen和自编程序相结合的方法进行结构的人致振动舒适度分析和减振设计.图1 结构有限元模型Fig.1 Structural finite element model1 舒适度评价标准及人行荷载模型1.1 结构舒适度评价标准国内除文献[1]有竖向频率的规定外，尚无大跨度结构人行活动动力响应舒适度的评价标准.国内学者关于舒适度方面的研究成果主要有文献[2－4]等.其中袁旭斌提出了关于人步行状态下多频率计权曲线和舒适度振动界限，采用下述频率计权曲线更好的反映步行状态下人对振动频率的感受[2]:根据结构的具体使用情况对振动舒适度要求进行修正[2]:式中:μ1为考虑使用用途的修正系数;μ2为桥面高度影响的修正系数;μ3为其他因素对行人心理影响的修正系数.国际上关于结构舒适度的有关规定如下:1)国际标准化组织ISO10137:制定了适用于建筑物和人行桥的国际通用标准，评价指标采用频率计权加速度均方根(R.M.S)或振动剂量值(vibration dose value，简称 VDV).频率计权均方根加速度:式中:aw(t)为瞬时频率计权加速度值，m/s2.振动剂量值:当波峰因子(频率计权加速度的最大瞬时峰值与其均方根值的比的模)大于6时，采用四次方振动剂量值(VDV)作为评价指标:式中:aw(t)为瞬时频率计权加速度值，m/s2;T为测量时间长度.2)美国规范AISC－11:主要用于人类自身活动引起建筑物振动的舒适度评价，如人行、观众入退场、跳跃等活动引起的振动，评价指标为峰值加速度.3)英国规范BSI5400:最早提出考虑人行桥舒适度的规范之一，评价指标为峰值加速度.BS6472－2008:基于ISO标准使用类似的基本倍数表;评价指标为VDV(振动剂量值).4)Euro Code:适用对象为人行天桥，评价指标采用峰值加速度，包括竖向振动、一般使用时的水平振动以及满布人群时的水平振动限值.5)瑞典国家规范 Bro2004:瑞典用于桥梁设计施工的通用规范，采用均方根加速度作为舒适度评价指标.1.2 采用的舒适度评价标准综合以上舒适度评价标准及研究成果，土木工程中习惯采用峰值加速度或频率计权加速度均方根作为评价标准.振动从逐渐增大到衰减的时间较短，振动只是瞬间达到峰值，峰值加速度无法客观反映作用持续时间对人的影响，故本文采用频率计权均方根加速度作为评价指标.本文采用的舒适度评价标准如下:频率计权曲线采用式(1)，竖向加速度限值取为0.3 m/s2[2]，侧向加速度限值取其0.5倍，即0.15m/s2.1.3 人行荷载模型及工况1.3.1 单足落步荷载模型采用程序Midas/Gen提供的行走1步(Baumann)步行荷载模拟，典型单足落步荷载曲线如图2所示.1.3.2 行走荷载模型人行走荷载模型取IABSE(International Association for Bridge and Structural Engineering)提供的连续步行荷载，公式如下式中:Fp为行人激励荷载;t为时间;G为人体重量;fs为人步行频率;α1=0.4+0.25(fs －2)，α2= α3=0.1;Φ2=Φ3=π/2.图2 典型单足落步荷载曲线Fig.2 Typical time-dependent force of a foot to the floor1.3.3 起立荷载模型考虑连廊内侧观景幕墙沿线所有座位上坐满人一起起立，假定a)人起立动作的持续时间为1s，b)起立时的冲击荷载曲线为一个正弦波.参考文献[5]人体重心运动的加速度时程，人体起立荷载为行人质量乘以加速度.1.3.4 跳跃荷载模型人的跳跃活动对连廊楼面的冲击荷载曲线按Wheeler假定，将曲线理想化为半正弦波.当人脚与结构接触时，产生动荷载;人脚与结构脱离接触时，荷载变为零.其函数表示见式(6)[6]，式中:Kp=Fmax/G 为单人动荷载系数，G 为人体重量，Fmax为单人跳动的峰值动荷载;fp为人跳动周期;tp为单位周期中人与结构的接触时间.将接触时间tp与周期fp合并为一个变量，即接触比α=tp/fp.正常跳动的接触比是1/3.单人动荷载系数与接触比之间关系 Kp=π/2α[7].1.3.5 人行侧向荷载模型国际标准化组织ISO规范对于单个行人引发的侧向周期性荷载采用了傅立叶级数表示，选取动力荷载前两阶谐波对其进行定义.式中:fs.h为侧向步行激励频率.1.3.6 分析工况定义及参数选择为全面考虑不同荷载模型、不同荷载类型及荷载参数对结构影响，结合上述5种荷载模型，将结构人致振动分别按7种工况进行分析.工况与人行荷载模型的对应关系如表1所示.工况1中考虑7人并排正步行走，步频取结构1阶基频，从左至右正常行走，步幅0.75 m;;工况3假定跳跃频率按最不利考虑，步率取结构基频，作用位置在跨中挠度最大点.表1 人致振动荷载工况Tab.1 Pedestrian load case序号工况荷载模型1多人并排正步行走单足落步荷载2集体起立起立荷载33人同时跳跃跳跃荷载4 自由状态人群随机行走行走荷载5 非常稠密状态人群随机行走行走荷载6 拥挤状态人群随机行走行走荷载7侧向人群随机行走人行侧向荷载采用Monte Carlo方法生成随机步行荷载，该方法结合随机影响因素的概率分布，模拟大量人行荷载随机样本，同时考虑人群空间分布与步频的关系.人群空间分布依据文献[8]给出的5种分布状态，为了较为真实的模拟该结构的振动性能，分为下列3种工况考虑.工况4:行人自由行走状态的上限0.3人/m2，连廊楼面行人数量取170人，人的正常行走频率服从均值2.0 Hz，标准差 0.173 Hz的正态分布[9]，初始相位角(即2人之间滞后时间)服从[0，π]之间均匀分布.工况5、6:人的行走速度和步频之间的关系曲线表达式为[10]其中:v为人行速度，m/s;fs为人的步频，Hz.综合考虑结构、交通、生物力学等领域的相关研究，得到人流速度和人流集度关系曲线如图3所示[11].图3 人流速度和人流集度关系曲线Fig.3 Relationship between speed and density of crowd依据非常稠密状态的人流密度上限1.4人/m2，工况5连廊楼面行人数量取700人，行人步频在[1.5，2.0]Hz 之间[8，10－11].假定工况6行人在拥挤状态随机行走，按人流密度2.6人/m2行人数量取1300人，行人步频在[1.2，1.7]Hz 之间[8，10－11].工况7，行人数量取700人，随机侧向荷载按保守分析假定相同频率、不同初始相位角，频率0.85 Hz.2 振动特性分析及舒适度评价2.1 动力特性分析模态分析时恒荷载全部转化为振动质量源，活荷载20%转化为振动质量源，考虑动力特性，混凝土材料弹性模量提高1.2 倍[12－13].通过模态分析得到该结构前几阶主频依次为1.7724 Hz、2.2149 Hz、2.6138 Hz、2.8875 Hz等，对应1阶、2阶振型如图4、5所示.从振型图中可以看出前2阶振型均以竖向振动为主.结构固有频率较低，且第1、2阶竖向振动频率落在人行正常步频[1.5，2.5]Hz之间，会引起结构的共振.图4 结构第1阶振型Fig.4 First mode shape图5 结构第2阶振型Fig.5 Second mode shape2.2 舒适度分析根据上述人致振动荷载工况，应用模拟的荷载模型，对未设置消能减振的连廊结构进行人行荷载作用下的动力响应分析，频率计权均方根加速度结果及舒适度评价见表2.表2 人行走廊各工况下的舒适度评价Tab.2 Comfort of the corridor under different cases工况号aw/m·s－2舒适度评价10.125没有不舒适20.036 没有不舒适30.298 没有不舒适40.325 感到不舒适50.500 感到不舒适60.136 没有不舒适70.038没有不舒适分析结果表明工况4自由行走状态、工况5非常稠密状态人群随机荷载作用下，最不利控制点频率计权均方根加速度均超过0.3 m/s2，工况4、5加速度响应时程曲线及响应谱见图6～9.由响应谱图中可以看出工况4激发第2阶竖向振动频率的共振，工况5激发第1阶竖向振动频率的共振，因此针对1.77 Hz和2.2 Hz竖向振动频率进行减振设计.图6 控制点加速度时程曲线(工况4)Fig.6 Acceleration time history on control point(case 4)图7 控制点加速度响应谱(FFT)(工况4)Fig.7 Acceleration response spectrum on control point(case 4)图8 控制点加速度时程曲线(工况5)Fig.8 Acceleration time history on control point(case 5)图9 控制点加速度响应谱(FFT)(工况5)Fig.9 Acceleration response spectrum on control point(case 5)3 消能减振设计3.1 TMD消能减振设计原理TMD(Tuned Mass Damper)即调频质量阻尼器，利用装置的自振频率与结构的受控频率相调谐时，将结构的振动能量转换到调频装置上，达到耗散能量、控制结构动力响应的目的.TMD系统的自振频率取决于弹簧减振器的有效刚度Kd;TMD系统的阻尼Cd由粘滞阻尼器提供.通过选取最优频率比和最优阻尼比，可以使调谐减振效果达到最优[4].由于结构布置和荷载分布等因素的影响，大跨度结构的竖向振型相近并且比较密集，因此需要采用MTMD减振系统，从而增强控制系统的鲁棒性.根据结构的动力特性，针对1、2阶竖向振动频率进行减振优化设计，减振系统参数见表3，图10、11为连廊结构MTMD减振系统结构布置，6个TMD减振装置安装在结构跨中，分别对应1、2阶竖向振型.表3 减振系统参数Tab.3 Parameters of MTMD systemTMD编号弹簧刚度/(N·m)质量块质量/kg调频频率/Hz 1、2 76785 680 1.73、4 86085 680 1.85、6 128596 680 2.2图10 MTMD系统位置示意Fig.10 Arrangement of MTMD system图11 结构跨中MTMD系统横向布置Fig.11 Cross arrangement of MTMD system in the middle of the structure span3.2 随机行走荷载作用下的减振分析如上所示，在结构跨中位置放置6个不同频率TMD装置控制结构竖向振动，减振后加速度响应时程曲线及响应谱见图12～15.从图中可知，对于工况4，减振后跨中最不利控制点的频率计权均方根加速度为0.067m/s2，减振率为79%;对于工况5，减振后跨中最不利控制点的频率计权均方根加速度为0.148 m/s2，减振率为70%.减振后，控制点的舒适度均满足要求.实际应用时，由于施工误差、计算简化偏差等原因，在具体调试安装MTMD系统之前需要实测结构的动力自振特性，为MTMD系统阻尼、弹簧参数调整提供依据. 图12 减振后控制点加速度时程曲线(工况4)Fig.12 Acceleration time history on control point图13 减振前后控制点加速度响应谱(FFT)比较(工况4)Fig.13 Comparison of acceleration response spectrum on control point(case 4)图14 减振后控制点加速度时程曲线(工况5)Fig.14 Acceleration time history oncontrol point with MTMD system(case 5)图15 减振前后控制点加速度响应谱(FFT)比较(工况5)Fig.15 Comparison of acceleration response spectrum on control point(case 5)4 结论(1)人群荷载模型应充分考虑人致荷载的多变量随机性，同时考虑人流集度与人行频率、速度之间的关系，避免人致振动分析中选取各参数值的任意性;(2)结合TMD和MTMD研究成果，根据MTMD的减振原理，应合理地选择MTMD系统的参数并根据结构的振动特性进行布置;(3)根据本文设计的减振方案，对大跨度钢结构连廊进行减振设计，可以有效的减少结构在不同频率人致荷载激励下的竖向振动，满足舒适度要求.参考文献:[1]北京市市政工程研究院.CJJ69－95.城市人行天桥与人行地道技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社，1996.[2]袁旭斌.人行桥人致振动特性研究[D].上海:同济大学，2006.[3]张高明.火车站站房结构在人行和列车激励作用下的振动舒适度问题研究[D].北京:中国建筑科学研究院，2008.[4]肖学双.钢结构人行桥人致振动舒适度及其控制研究[D].长沙:长沙理工大学，2009.[5]李爱群，陈鑫，张志强.大跨楼盖结构减振设计与分析[J].建筑结构学报，2010，31(6):160－170.[6]Wheeler J E.Prediction and control of pedestrian induced vibration in footbridges[J].Journal of Structural Division，ASCE，1982，108(ST9):2045－2065.[7]Tuan C Y，SaulW E.Review of live loads due to humanmovements[J].Journal of Structural 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防屈曲耗能支撑在世博中心工程中的应用研究
防屈曲耗能支撑在世博中心工程中的应用研究- 工程事故分析上海现代设计集团华东建筑设计研究院:周建龙副总工程师周建龙：各位领导、各位专家、各位同行，上午好！时间比较长了，我尽可能在规定内完成报告。
“世博中心”刚才前面几位专家介绍了，它是5大永久场馆的重要组成部分之一。
我汇报的内容大概有工程的情况，还有结构选型，重点放在防屈曲耗能支撑方面。
世博中心靠近黄浦江，世博轴的西侧，它的面积大概是14万平方米，地上是10万，地下是4万左右，高度30多米，有一个限高的要求，中国馆，包括世博演艺中心是40米，这个是39米。
刚才看到的效果图看起来是方方正正的，外形是比较方正的，但是里面的功能还是非常地多，我觉得是非常复杂的。
这里看一下，蓝颜色的底层有一个比较大的多功能展厅，顶上又是一个宴会厅，大概1000人的宴会厅，这里面是一个大空间，大空间叠在一起，东侧靠近中庭，红颜色这个是2500人的会议厅，世博中心这个项目本身今后可能上海市开两会的时候就搬到那里去，现在基本上是老的展览中心做。
还有600人的会议厅，会议厅的话可能是今后市委的一些成员会在那里开一些政府会议。
这里外表看起来还是比较规则的，但是实际上里面都是一些大块的会议厅。
东侧这一块是一个悬挑的，所以柱子都是不能落地的，这一块是从上面吊下来悬挂的。
这是它的建筑图，我们大概地可以看一下，底层是一个大的展厅，这个跨度不算大，大概54米左右。
这一块是今后开两会的地方。
旁边灰色区域的话，开会的话主要是因为有很多的会场，要满足他们一些分层讨论的要求。
这是四层平面，2层、3层这个地方是围合的，尽管这个地方很小，但是是围合的。
2层、3层这里是连起来的，又跟东侧2500人会议厅是联系起来的，很窄的一条楼板联系，这一块是连起来的。
整个建筑非常长，地下室的范围是4百米左右的长度，宽度也有1百多一点，一分开以后整体性比较差，一上来也考虑过连在一起，这是一个悬高结构，所以后来还是考虑分开来。
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特别是在步行 整个步行频率范围 （ 1． 6 Hz ～ 2． 4 Hz ） ， 2 Hz ， 附近较为密集 因此根据分析结 频率的中心位置 果， 结构很有可能发生共振现象。
1
工程概况
上海世博文化中心是 2010 年上海世博会永久性 场馆之 一， 位 于 世 博 园 核 心 区 滨 江 带。 建 筑 主 体 为 18 000 座多功能场馆及环绕主场馆周边的六层建筑 ， 总 平面投 建筑面积约 140 277 m 。建筑形态似空中飞碟， 平面尺寸为 165 m × 205 m， 主场馆布置呈 影呈三角形， 椭圆形。 主体结构沿环向由 36 榀悬臂长度不一的钢桁架 及内框架组成， 地上六层， 地下二层， 屋面最高处距离 室外地面 41． 5 m。内框架围绕 18 000 座主场馆布置， 框架间距 11． 5 m， 框架柱采用矩形钢管混凝土。 沿径 桁架根 向利用碟形主体的高度布置大跨悬臂钢桁架， 部高度 12 m， 悬臂长度 20 m ～ 31 m 不等。利用电梯分 别在东南角增加两个、 西南角增加三个剪力墙芯筒， 悬 并在芯筒上的桁架间 臂桁架铰接搁置在芯筒角点上， 设置转换桁架， 使芯筒中间轴线上悬臂桁架的长度均 控制在 31 m 以内。 内框架通过环向框架梁将各榀框 架联系在一起， 以抵抗水平地震作用和 水 平 风 荷 载。 内框架既承担着悬臂桁架传来的竖向荷载和弯矩， 又 承担着整个结构的水平作用， 是整个结构的主要抗侧 。 1 力构件 六层结构平面如图 所示。
另外， 按照建筑功能的不同将 1 ～ 36 轴分成 7 个 连续区域（ 各区域位置和功能见表 3 ） ， 每个区域包含 以每个区域为单位进行谐波响应分析。 在 若干轴线， 区域 包 含 各 轴 线 的 节 点 上 施 加 简 谐 荷 载 （ 如 图 5 所 示） ， 分析参考点的竖向加速度得出各功能区的竖向共 振频率， 如表 4 所示。 从中可以看出， 不管是对单轴桁架还是对某几轴 桁架组成的连续区域进行频域分析的结果均表明悬臂 钢桁架梁的竖向振动频率在 2． 0 Hz － 2． 2 Hz 左右， 均 有可能引起人体舒适度问题。
34 表3 各区的位置与功能
振 动 与 冲 击
2012 年第 31 卷
IABSE 时程曲线。
Tab． 3 Position and function of different zone 区域号 1 2 3 4 5 6 7 对应的轴线 2 ～4 轴 5 ～7 轴 8 ～ 11 轴 12 ～ 18 轴 19 ～ 24 轴 25 ～ 30 轴 31 ～ 36 轴 功能说明 312 个座位 两个电影厅， 182 个座位 两个电影厅， 283 个座位 两个电影厅， VIP 俱乐部 开放水吧， 酒吧 景观餐厅 酒吧， 景观餐厅 图6 步频为 2． 0 Hz 的时程激励曲线（ IABSE）
［1 － 2 ］
。
在研究人体振动舒适度的过程中， 由于加速度易 于测量， 人们常常使用它作为振动舒适度指标， 实践中 采用的加速度指标有峰值加速度、 均方根加速度、 振动 剂量等形式。各国规范、 标准采用的指标也不尽相同。 人体振动舒适度评价是一个非常复杂的问题， 不同的 同一个人在不同环境下对 人对同一振动的反应不同， 相同的振动反应也不同， 尽管各国学者在此方面已进 行了大量的研究， 但是始终难以得到一 致 的、 确定的 结论
2. 2
各榀桁架梁频域分析
由于在人的步行激励中一阶谐波占主要成分， 因 则步行荷载对 此在简化计算时可忽略二阶以上谐波， 楼板的作用可近似表示为一间谐荷载。 针对各榀悬臂 分别在稳态载荷作用点施加不同频率的简谐 钢桁架， 激励， 然后分析输出参考点的竖向加速度以计算频率 响应。荷载作用点和输出参考点位置见图 4 。 表 2 列 出了其中几榀桁架梁的竖向共振频率 。
上海世博文化中心六层为悬挑钢结构楼盖， 计算 表明结构的竖向振动频率非常密集且覆盖了人正常行 走的频率范围， 在世博会举行期间大量人流的涌入可 能会导致舒适度问题。 本文对采用调谐 质 量 阻 尼 器
第2 期
吕西林等： 上海世博文化中心 TMD 减轻人致振动分析与实测研究
33
（ Tuned Mass Damper） 进行人致振动控制的上海世博文 结果表明在 化中心进行了大量计算分析和现场实测， 一定情况下 TMD 能有效减小结构竖向振动响应。
Analysis and field test for humaninduced vibration reduction with TMD in Shanghai EXPO culture center L Xilin，DING Kun，SHI Weixing，WENG Dagen
（ State Key Laboratory of Disaster Reduction in Civil Engineering，Tongji University，Shanghai 200092 ，China）
［2 － 7 ］
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51021140006 ） 基金项目： 国家自然科学基金项目 （ 90815029 ， 收稿日期： 2010 － 08 － 23 通讯作者 丁 修改稿收到日期： 2010 － 10 － 27 1955 年生 第一作者 吕西林 男， 博士， 教授， 1982 年生 鲲 男， 博士生，
（ 同济大学 土木工程防灾国家重点实验室 ， 上海 200092 ）
要： 上海世博文化中心是 2010 上海世博会永久性场馆之一， 其主体结构由沿环向的 36 榀悬臂长度不一的钢
桁架和矩形钢管混凝土内框架组成 。 结构六层为悬挑钢结构楼盖 ， 易引起人致振动 问 题。 对 采 用 调 谐 质 量 阻 尼 器 （ TMD） 进行人致振动控制的上海世博文化中心进行了大量的计算分析和现场实测 。 结果表明结构各榀桁架的竖向共振 TMD 基本无影响； 而当人以结构 结构竖向振动较小， 频率处于 2． 5 Hz － 3． 0 Hz 之间； 当人以 2． 0 Hz 的频率正常行走时， TMD 能有效减小结构的竖向振动响应 ， 竖向共振频率快速走动或奔跑时 ， 减振效率约为 15% 。这对长悬臂空间结构的舒 适度问题和采用 TMD 进行人致振动控制问题的研究具有参考借鉴意义 。 关键词： 世博文化中心； 人致振动； 舒适度； 调谐质量阻尼器 中图分类号： TU393． 3 文献标识码： A
振 第 31 卷第 2 期
动
与
冲
击 Vol． 31 No． 2 2012
JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK
上海世博文化中心 TMD 减轻人致振动分析与实测研究
吕西林，丁
摘
鲲，施卫星，翁大根
Abstract：
Shanghai Expo culture center is one of the permanent buildings for Expo 2010 Shanghai． Its main
structure is composed of 36 hoop cantilever steel trusses with different lengths and inner frames made of rectangle CFST members． The 6storey steel structure with cantilevered floors easily causes humaninduced vibration． A large amount of analysis and field tests were performed for this culture center with tuned mass dampers （ TMDs ） used to reduce humaninduced vibration． The results showed that the resonance frequencies of each truss are between 2． 0Hz and 3． 5Hz； the vertical vibration of the structure is very small and TMDs have no influence on the vibration when people walk normally with frequency 2． 0Hz； when people rapidly walk or run with structural resonance frequency，TMDs can reduce the structural vertical vibration about 15% effectively． The results could be a reference for study on serviceability of space structures with long cantilever and humaninduced vibration control with TMD． Key words： Expo culture center； humaninduced vibration； serviceability； tuned mass damper （ TMD） 人致振动问题主要包括人行荷载模式和舒适度评 价标准两方面。人在行走过程中引起的动力荷载是相 当复杂的， 其产生的力可以分为竖向、 横向及纵向三个 方向。步频的统计分布对确定步行荷载的卓越频率以 及人群荷载的数值仿真都十分重要。 各国学者的研究 揭示了人在不同活动状态下的典型频率范围 ： 步行 1． 6 Hz ～ 2． 4 Hz， 跑步 2． 0 Hz ～ 3． 5 Hz， 跳跃 1． 8 Hz ～ 3． 4 Hz， 弹跳 1． 5 Hz ～ 3． 0 Hz， 身体水平晃动 0． 4 Hz ～ 0． 7 Hz。人在不同的活动状态下产生的三个方向的力均可 以用傅立叶级数的形式表示， 由于其概念明确、 使用方 便， 被很多规范和标准采用， 实际应用时最多考虑前 5 阶谐波分量