调谐质量减振器(TMD)在大型公共建筑中的应用
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Ｌａ ｇ ｒ ｅ Ｐｕｂｌｃ Ｂｕ ｌ ｎｇ ｉ ｉｄｉ
・
口 末根宝
（ 海 国 际 建 设 总 承 包 有 限公 司 上 ２ ０ ９） ０ ０２
【 要】以大型公共 建筑为例 ，着重介 绍 了工程 中所采用 的调谐质量减振 器 （ ＭＤ 的 减振 原 理 调 试 方 案 、振 动 测 试 。 摘 Ｔ ）
１ 工 程 概 况
上 海世博 文 化 中心是 ２ １ 上海 世博 会 的永久 性 场 ０ ０年
馆 ， 地 面 积 ６ ４ ． ｍ， 建 筑 面 积 １０ ２ ７ ｍ ， 下 ２ 用 ７ ２ ２６ 总 ４ ７ 地
层 ，地上为单层的 １ ０ ８ ０ ０座多功能剧场及 环绕主场馆 的周
【 收稿 日期 】 ０ １０ — ６ ２１－３２
加速度 ） 大 ， 很 严重 时行人将会感 觉结 构剧 烈的晃动 ， 降低行
・
３３・ １
宋根宝 ： 调谐质 量减振 器（ ＭＤ） 大型公 共建筑 中的应用 Ｔ 在
的参 数 。
第 ４期
（ ）人正 常行走时 ， 与不装 Ｔ Ｄ的各轴参 数点竖 向加 ２ 装 Ｍ 速度 时程 曲线 基本重叠 ， Ｍ 对 其影响： ，这 是因为人正 ＴＤ 铰小 常行走时频率 与主结构 频率相差较大 ， 很难将 主结构 的基频 激发 出来 ，Ｍ Ｔ Ｄ作 用就很小 ： （ ）各轴 的 Ｔ Ｄ工作状态 良好 ， ３ Ｍ 对人 跳跃 、 慢跑 引起 的
主体 构成 ， 蝶形屋 面为空 间桁 架及大跨 钢梁组成 ， 形主体 蝶
为钢 管混凝土柱及 大跨悬 臂钢桁架 ，６榀 长度不 一的悬 臂钢桁 架及 内框 ３
图 ２ 悬臂桁架平面布置
架组成 了碟形 下沿 ， 悬臂长度为 ２ ０ ｍ一４ （ 卜 图 ２ 。 Ｏｍ 图 ）
励 力抵消 ， 主结构 的各 项反 应值 （ 动位移 ， 使 振 速度 和加 速
度 ） 大 减 小 ， 到 控 制 主 结 构 振 动 的 目 的 。 简 言 之 ， 上 大 达 加 Ｔ Ｄ ， 振 动 从 主 结 构 转 移 到 Ｔ Ｄ ， Ｔ Ｄ振 动 ， Ｍ后 把 Ｍ 上 让 Ｍ 主结 构
具 体 到 本 项 目 ，上 海 世 博 演 艺 中心 悬 挑 部 分 存 在
２１Ｈ 右 的 可 能 导 致 人 行 共 振 的 频 率 ， 人 走 路 的 频 率 就 ． ｚ左 行 会 与 结 构 产 生 共 振 现 象 ， 构 的 振 动 反 应 【 动 位 移 ， 度 和 结 振 速
目 有很好 的借鉴作 用。
频率产生共振时 ， 调谐 Ｔ Ｄ 以使 其发挥最 大作 用。 Ｍ可
２ ＭＤ减振原理 Ｔ
【 作者简 介 】 宋根 宝（９０ ， ， １６－）男 本科 ， 高级工程 师 ， 司副总 公
工 程 师 。联 系地 址 ： 海 市 控 江 路 １ ８ 上 ６８号 １Ｆ ２ ０ ９ ） １ （０ ０ ２ 。
实践证 明。其能有 效地控 制结构的振 幅，并为以后 类似项 目提供理论和 实践依据 。
【 关键词 】调谐 质量减振 器 Ｔ 振 动控 制 悬挑 结构 舒适度 ＭＤ 【 中闰分类号 】Ｕ ２ Ｔ ８ ／ 文献标识码 Ｂ 【 文章编号 】 ０４ １０（０ ） —３０ ０ １０ —０ １２ １ ０ ０ １— ３ １４
图 １ 主 体 剖 面 示意
边 ６层建筑 ， 多功能剧场 可通过灵 活分隔等 技术手段 ， 形 可
成不同规模和形态的观演空 间，能满足大 中型 综艺演出、 体
育 赛 事 、 会 庆 典 等 功 能 的使 用 需 求 。 集 本 工 程 平 面 尺 寸 为 １５ｍｘ２ ５ｍ，由 碟 形 屋 面 和 蝶 形 ６ ０
控 制 装 置 之 ～ 。 Ｔ Ｄ系 统 是 一 个 由 弹 簧 、 尼 器 和 质 量 块 组 Ｍ 阻
很容易激发楼板产生共振现 象， 共振将引起结构振幅长 期过 大， 导致 结构 耐久性降低 ； 此外 ， 振动有可能超过人体舒适 度 耐久极限 ， 在观众 的心理上造成恐慌。 因此 ， 有必要采 用相 应 的减振装置来解决上述共振 问题 。 为此 ， 我们建设 方 、 总承包方 与华东建筑 设计研 究院及 同济大学进行 了多次技术配合 ， 并最终落实隔而 固（ 青岛 ） 振 动控 制有 限公 司负责实施 ， 同完成 了本 项 目的动力分析及 共 调谐 质量减振 方案。 本文对调谐 质量减振 器（ 简称 Ｔ Ｄ 的原 Ｍ－ ）
第３ ３卷第 ４期
Ｖｏ －３ ｌ ３ Ｎｏ４ ．
建
筑
施
工
Ｂ Ｌ Ｉ ０ Ｓ Ｒ Ｔ０ ＵＩ Ｄ ＮＧＣ Ｎ Ｔ ＵＣ １ Ｎ
调 谐 质 量 减 振 器 （ Ｍ Ｄ） Ｔ 在 大 型 公 共 建 筑 中 的 应 用
Ａ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｎｅ ａ ｓＤ ａ ｐｅ Ｔ Ｄ） ｏ ｐｌｃ ｔｏ ｆＴｕ ｄ Ｍ ｓ ｍ ｒ（ Ｍ ｔ
由于蝶 形主体 的悬挑结构 的固有频 率较 低并 且 比较 密
集 ， 好 在 人 走路 的 频 率 范 围 之 内 ， 观 众 在 场 馆 内 行 走 时 ， 正 当
调谐 质量阻尼器（ ｕ ｅ ａｓＤ ｍ ｅ ， Ｔ ｎｄ Ｍ ｓ ａ ｐ ｒ简称 Ｔ Ｄ 是 目前 Ｍ） 大跨 度与高耸 结构振动控制 中应用最早 、 最广泛的结构被动
成 的振动系统 ， 一般 支撑或 悬挂在结 构上 ， 其对结构振 动控
制 的 机 理 是 ：当 主 结 构 在 外 激 励 作 用 下产 生 振 动 时 ，带 动
Ｔ Ｄ系统一起 振动 ，Ｍ Ｍ Ｔ Ｄ系统运 动产生 的惯性 力再反作 用到
主结构上 ， 调谐这个惯性 力， 使其与激励力的方向相反 ， 与激
不振。计 算和 实践表明 ： Ｔ Ｄ系统 的 自振频率 与结构 的 自 当 Ｍ
理 、 Ｍ 安装调试 方案 、 动测试等进行说 明 ， ＴＤ 振 对以后类似项
振频率一致 时 ，Ｍ Ｔ Ｄ系统对此 振型 的控 制作 用最 佳。即 Ｔ Ｄ Ｍ
的适用范围为一个频率 窄带 ， 当主结构在外界激励下在某个
・
口 末根宝
（ 海 国 际 建 设 总 承 包 有 限公 司 上 ２ ０ ９） ０ ０２
【 要】以大型公共 建筑为例 ，着重介 绍 了工程 中所采用 的调谐质量减振 器 （ ＭＤ 的 减振 原 理 调 试 方 案 、振 动 测 试 。 摘 Ｔ ）
１ 工 程 概 况
上 海世博 文 化 中心是 ２ １ 上海 世博 会 的永久 性 场 ０ ０年
馆 ， 地 面 积 ６ ４ ． ｍ， 建 筑 面 积 １０ ２ ７ ｍ ， 下 ２ 用 ７ ２ ２６ 总 ４ ７ 地
层 ，地上为单层的 １ ０ ８ ０ ０座多功能剧场及 环绕主场馆 的周
【 收稿 日期 】 ０ １０ — ６ ２１－３２
加速度 ） 大 ， 很 严重 时行人将会感 觉结 构剧 烈的晃动 ， 降低行
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３３・ １
宋根宝 ： 调谐质 量减振 器（ ＭＤ） 大型公 共建筑 中的应用 Ｔ 在
的参 数 。
第 ４期
（ ）人正 常行走时 ， 与不装 Ｔ Ｄ的各轴参 数点竖 向加 ２ 装 Ｍ 速度 时程 曲线 基本重叠 ， Ｍ 对 其影响： ，这 是因为人正 ＴＤ 铰小 常行走时频率 与主结构 频率相差较大 ， 很难将 主结构 的基频 激发 出来 ，Ｍ Ｔ Ｄ作 用就很小 ： （ ）各轴 的 Ｔ Ｄ工作状态 良好 ， ３ Ｍ 对人 跳跃 、 慢跑 引起 的
主体 构成 ， 蝶形屋 面为空 间桁 架及大跨 钢梁组成 ， 形主体 蝶
为钢 管混凝土柱及 大跨悬 臂钢桁架 ，６榀 长度不 一的悬 臂钢桁 架及 内框 ３
图 ２ 悬臂桁架平面布置
架组成 了碟形 下沿 ， 悬臂长度为 ２ ０ ｍ一４ （ 卜 图 ２ 。 Ｏｍ 图 ）
励 力抵消 ， 主结构 的各 项反 应值 （ 动位移 ， 使 振 速度 和加 速
度 ） 大 减 小 ， 到 控 制 主 结 构 振 动 的 目 的 。 简 言 之 ， 上 大 达 加 Ｔ Ｄ ， 振 动 从 主 结 构 转 移 到 Ｔ Ｄ ， Ｔ Ｄ振 动 ， Ｍ后 把 Ｍ 上 让 Ｍ 主结 构
具 体 到 本 项 目 ，上 海 世 博 演 艺 中心 悬 挑 部 分 存 在
２１Ｈ 右 的 可 能 导 致 人 行 共 振 的 频 率 ， 人 走 路 的 频 率 就 ． ｚ左 行 会 与 结 构 产 生 共 振 现 象 ， 构 的 振 动 反 应 【 动 位 移 ， 度 和 结 振 速
目 有很好 的借鉴作 用。
频率产生共振时 ， 调谐 Ｔ Ｄ 以使 其发挥最 大作 用。 Ｍ可
２ ＭＤ减振原理 Ｔ
【 作者简 介 】 宋根 宝（９０ ， ， １６－）男 本科 ， 高级工程 师 ， 司副总 公
工 程 师 。联 系地 址 ： 海 市 控 江 路 １ ８ 上 ６８号 １Ｆ ２ ０ ９ ） １ （０ ０ ２ 。
实践证 明。其能有 效地控 制结构的振 幅，并为以后 类似项 目提供理论和 实践依据 。
【 关键词 】调谐 质量减振 器 Ｔ 振 动控 制 悬挑 结构 舒适度 ＭＤ 【 中闰分类号 】Ｕ ２ Ｔ ８ ／ 文献标识码 Ｂ 【 文章编号 】 ０４ １０（０ ） —３０ ０ １０ —０ １２ １ ０ ０ １— ３ １４
图 １ 主 体 剖 面 示意
边 ６层建筑 ， 多功能剧场 可通过灵 活分隔等 技术手段 ， 形 可
成不同规模和形态的观演空 间，能满足大 中型 综艺演出、 体
育 赛 事 、 会 庆 典 等 功 能 的使 用 需 求 。 集 本 工 程 平 面 尺 寸 为 １５ｍｘ２ ５ｍ，由 碟 形 屋 面 和 蝶 形 ６ ０
控 制 装 置 之 ～ 。 Ｔ Ｄ系 统 是 一 个 由 弹 簧 、 尼 器 和 质 量 块 组 Ｍ 阻
很容易激发楼板产生共振现 象， 共振将引起结构振幅长 期过 大， 导致 结构 耐久性降低 ； 此外 ， 振动有可能超过人体舒适 度 耐久极限 ， 在观众 的心理上造成恐慌。 因此 ， 有必要采 用相 应 的减振装置来解决上述共振 问题 。 为此 ， 我们建设 方 、 总承包方 与华东建筑 设计研 究院及 同济大学进行 了多次技术配合 ， 并最终落实隔而 固（ 青岛 ） 振 动控 制有 限公 司负责实施 ， 同完成 了本 项 目的动力分析及 共 调谐 质量减振 方案。 本文对调谐 质量减振 器（ 简称 Ｔ Ｄ 的原 Ｍ－ ）
第３ ３卷第 ４期
Ｖｏ －３ ｌ ３ Ｎｏ４ ．
建
筑
施
工
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调 谐 质 量 减 振 器 （ Ｍ Ｄ） Ｔ 在 大 型 公 共 建 筑 中 的 应 用
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由于蝶 形主体 的悬挑结构 的固有频 率较 低并 且 比较 密
集 ， 好 在 人 走路 的 频 率 范 围 之 内 ， 观 众 在 场 馆 内 行 走 时 ， 正 当
调谐 质量阻尼器（ ｕ ｅ ａｓＤ ｍ ｅ ， Ｔ ｎｄ Ｍ ｓ ａ ｐ ｒ简称 Ｔ Ｄ 是 目前 Ｍ） 大跨 度与高耸 结构振动控制 中应用最早 、 最广泛的结构被动
成 的振动系统 ， 一般 支撑或 悬挂在结 构上 ， 其对结构振 动控
制 的 机 理 是 ：当 主 结 构 在 外 激 励 作 用 下产 生 振 动 时 ，带 动
Ｔ Ｄ系统一起 振动 ，Ｍ Ｍ Ｔ Ｄ系统运 动产生 的惯性 力再反作 用到
主结构上 ， 调谐这个惯性 力， 使其与激励力的方向相反 ， 与激
不振。计 算和 实践表明 ： Ｔ Ｄ系统 的 自振频率 与结构 的 自 当 Ｍ
理 、 Ｍ 安装调试 方案 、 动测试等进行说 明 ， ＴＤ 振 对以后类似项
振频率一致 时 ，Ｍ Ｔ Ｄ系统对此 振型 的控 制作 用最 佳。即 Ｔ Ｄ Ｍ
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