环境风激励下的深圳平安金融中心模态参数识别
深圳平安国际金融中心 超高层综合体汇报 KPF
立面 整体效果 不同玻璃方案
组装 幕墙详图
材料 上落客区
大堂 办公辅助设施
商业裙房
尺度 竖向 地下一层 1-2层 高档商业 3-4层 时尚 5-7层 品质生活 8-10层 餐饮 屋顶平台
塔楼顶部
剖面 空中观光 空中展厅 空中休憩廊 空中餐厅 屋顶–塔顶
进度表/关键问题
进度表
SITE
less than 20 minutes from Central Hong Kong by rail.
广州 Guangzhou 34 min
平安国际金融中心，深圳
PINGAN IFC, Shenzhen
14 min
香港国际机场
HongKong International Airport
国际商会中心,香港
RETAIL PODIUM
Scale Stacking Basement 1 L1-L2 Luxury L3-L4 Fashion L5-L7 Lifestyle L8-L10 F&B Roof Terrace
TOWER CROWN
Section Sky Observation Sky Gallery Sky Lounge Sky Restaurant Roof – Crown
平安国际金融中心与地下商业及基础设施网络相连接，包括数个地铁站，规划中的广深港快速铁路车站，水晶岛以及其它 的福田区重要建筑。
Ping An International Financial Center is linked to a network of underground retail and infrastructure connections,
Ping An IFC 平安国际金融中心
深圳平安金融中心结构方案比较分析报告
深圳平安金融中心结构方案比较分析报告中建国际（深圳）设计顾问有限公司2008-12-8目录一.建筑结构体系构成二.结构工作性能三.结构方案的优缺点四.结论一、建筑结构体系构成按建筑结构体系的不同，分为推荐结构方案和结构概念方案。
以下分别对两种不同方案的结构构成特点进行分别论述。
1、推荐结构方案结构体系构成1.1 外筒外筒由四组矩形钢管V 形支撑、八根矩形钢管混凝土角柱以及四组“［”型矩形钢管混凝土框架共同形成空间外筒结构体系，既承受垂直荷载又提供了强大的抗侧刚度。
图1和图2分别给出了外筒结构构成的平面示意图和三维示意图，表1给出了外筒结构构件尺寸沿楼层变化。
外外TU B E 900X 48外外外-外外外外外外外900X 900X 50C 80图1 外筒构成平面示意图角梁矩形钢管混凝土外框柱(a) 矩形钢管混凝土框架(b) 矩形钢管V形支撑(c) 矩形钢管混凝土角柱(d) 外筒结构体系图2 外筒构成三维示意图表1 外筒结构构件尺寸沿楼层变化注：H×B×TC**——矩形钢管混凝土角柱截面长边边长×短边边长x钢管壁厚(混凝土强度等级)hxbxt——矩形钢管混凝土框架柱截面长边边长×短边边长x钢管壁厚h1xb1xtwxtf——H形框架裙梁的截面高度×截面宽度×腹板厚度×翼缘厚度1.2 内筒内筒由在四角及门洞口设置型钢的现浇钢筋混凝土剪力墙组成（如图3）。
通过在内筒关键受力部位设置型钢，改善了内筒的工作性能。
内筒门洞处采用800mm高的连梁，其跨高比在L/3~L/5之间，这些跨高比较大的连梁在罕遇地震下呈现弯曲破坏，可改善整体结构的延性性能。
增加内筒外侧墙体厚度，减小内侧墙体厚度即在获得较大的结构抗侧刚度又有效减少结构墙体占用的使用空间，且随着楼层墙厚逐渐减小，尽可能为建筑提供更多的有效使用空间。
外墙内墙图3 内筒平面示意图图4 内筒三维示意图表2 内筒构件尺寸沿楼层变化1.3 矩形钢管混凝土K型支撑伸臂桁架在建筑的设备层设置三道矩形钢管混凝土K型支撑桁架，连接角柱与核心筒，进一步发挥角柱与外筒的作用抵抗水平荷载，提供更大的抗侧刚度。
环境激励下工作模态参数识别
２ ３ 多项 式拟合 法 （ ｏｙ ｏ ａ Ｆｔ ｎ ） ． Ｐ ｌｎ ｍｉｌ ｉ ｉｇ ｔ
多项式拟合法是针 对阻 尼较 大的结 构频域 分解 法可 能会 失
效的情 况下 ， 采用在频率域对功率谱 函数进行 多项式拟合 进而提 高频率分辨率 ， 同时还 可以起 到过滤 噪声 的作用 。传统采 用的多 项 式是有理分式 ， 该有理分式往往会 导致理论频 响函数与 实测 频
数模型对有序 的随机数据进行处理 的方法 ， 该方法 的实质就是在 白噪声激励下识别 时序模 型系数 。该方 法是对 一 系列 随 时间变
化而又相互关联 的动 态信 号进行 分析 和处 理 的一 种方 法。用于
爸… ｆ ｆ Ｉ
模态参数识别 的时序 法使用 的数 学模 型 主要有 Ａ 自回归模 型 Ｒ 和Ａ ＲＭＡ 自回归 滑动 均值 模型 ， Ｒ模 型 只使 用 响应信 号 ， Ｒ— Ａ Ａ ＭＡ模 型要 同时使用激励信 号和 响应信 号 ， 者均使 用平稳 随机 二
频率 响应 函数在结 构的 固有频率处会 出现峰值 的原 理 ， 随机响 用
应 的功率 谱代 替频 率响应函数 ， 峰值所在 的位 置来估计 系统 利用 的固有频 率 ， 同时可 以通过共振 峰的个数确 定模型 阶数 。该方 法
中峰值 的出现成 为特征频率 的 良好估 计。
２ ２ 频域分解 法（ ｒ ｕｎｙ亡 盯ａ Ｅ １ ∞ ， ． Ｆ ｅ ｅｃ ｂ １ｎＩ 倒 １ ｑ ｉ ） ｐ Ｈ ） 月 １年
山 西 建 筑 Ｋ
响应 ， 然后利用 ＩＤ等方法进 行参 数识别 。其核心思想是使用 同 方法特别适用于非稳定信 号。小波 分析被 认为是傅 立 叶分 析方 Ｔ 时测得的各测点的 自由响应数据 ， 过 ３次不 同的延时采 样 ， 通 得 法的突破性 发展 ， 是一种新 的 时变信号 时一 频二维分 析方法 ［ｌ ４。
平安金融中心标准层施工BIM应用
承包单位 中国建筑一局（集团）有限公司 深圳市福田中心建筑设计慨况：
2.技术支持
2.1 组合结构节点深化 2.2 巨柱爬模方案深化
2.3 钢结构深化设计
1.1平面布置：
管理难点： 关键词：首道撑拆除、 L1楼板浇筑、现场平面变化复杂。 本工程钢结构巨柱重98吨，尺寸为10m×2.5m×5.5m；主楼核心筒一层墙体钢 筋重330吨；场地要同时提供混凝土泵、钢结构运输车、钢构件、钢筋、模板等堆
放场地。而场地狭小，平面布置难度大。而支撑拆除工作工期紧，内支撑拆除施工
与主体结构施工交叉进行；混凝土支撑拆除后产生的大量渣土，在水平与垂直运输 过程中的问题也比较突出。如何合理确定支撑拆除顺序（由南向北拆或由北向南拆 ），在保证安全的前提下最大限度减少对主体结构的施工以及周围环境的影响，是
本工程支撑拆除的难点。
现场施工情况
在核心筒爬模施工过程中，爬模架体平均5天爬升一次，而爬模平均爬升四次塔吊就顶升一次。在 塔吊顶升过程中，可能出现塔吊支撑梁与爬模下平台冲突而影响工期，上海中心每隔4层需调整7天。 我们用BIM手段进行塔吊和爬模爬升关系的模拟。经过数轮讨论会，最终将工期情况调整到2天。 此次模拟主要是针对爬模和塔吊爬升的工序问题，涉及到的内容有核心筒浇注，钢结构吊装与焊接等 协调工作。
2.2巨柱爬模方案深化：
巨柱爬模施工难点介绍： 关键词：巨柱，倾斜角度，变截面。 在核心筒外围共有8根巨柱，从地面标高开始，8根巨柱逐渐向核心筒靠拢。也就是 说巨柱从F1层开始双向倾斜。造成了巨柱埋件的定位和爬模架体爬升等困难。
平安金融中心大厦设计介绍—建筑篇
平安金融中心大厦设计介绍—建筑篇平安金融中心大厦设计介绍共分为三篇,建筑篇、上部结构篇、基础及施工篇.此为第一篇.1、项目概况平安金融大厦是一幢以甲级写字楼为主的综合性大型超高层建筑,其他功能包括商业、观光娱乐、会议中心和交易等五大功能区域,总用地面积18931.74㎡.总建筑面积46万㎡,其中,办公32万㎡,商业6万㎡,地下室7万㎡.本项目包括一栋地上115层的塔楼,顶层楼面高度549.1m.还包括一个11层高的商业裙房,用来作为零售、办公、餐饮和大堂等.地面以下为五层地下室,用作零售、泊车等功能.平安金融中心大厦原计划设计高度为660m,建成后将超过上海中心,成为中国第一高楼.但后面据说因为航空限高的原因,最终将高度锁定在600m.平安金融大厦曾在2013年3月责令停工,原因是涉嫌使用海砂,引起舆论关注.深圳市住建局对其进行抽芯监测,结果显示,平安金融中心大厦混凝土氯离子含量符合标准要求.2、建筑方案平安金融中心由KPF建筑师事务所设计,KPF在全球设计了很多超高层建筑,包括108层的香港九龙车站大厦、480米高的香港环球贸易广场、492米高的上海环球金融中心、288米高的上海恒隆广场等.平安金融中心作为全球顶尖高楼之一,在方案阶段就吸引了KPF、SOM、FOSTER这样的世界顶尖建筑方案设计事务所.KPF中标之后,对建筑方案又进行了调整,所以我们现在看到的平安大厦和KPF投标方案有较大不同.话说,FOSTER的投标方案与目前在建的华润总部大厦有些相像.3、建筑平立面塔楼设计的主要原则是基于对称的锥形建筑形态.建筑基底部分舒展,塔楼朝着细长的塔尖慢慢升高.塔楼四角为玻璃,立面由玻璃与竖向的石材翼组成,既古典又现代.回忆早期的摩天大楼,塔楼细长的建筑形态既具时代感又富标志性.4、竖向交通像平安这样的高楼,竖向交通就显得很重要.密集恐惧症的人可以感受一下这个.平安金融中心电梯系统是怎样安排的呢？据有关文件介绍,平安金融中心从电梯可用数量、电梯管理系统等多方面保证了楼体运输功能.拥有7大分区高效高速运输系统,80部电梯高速电梯穿梭,含45台双层轿厢电梯,其中12台高速双轿厢电梯连接地面大堂和空中大堂,每个空中大堂均有6部穿梭电梯服务,同步配有31部扶梯,2部高速消防电梯贯穿整座楼体.大楼高速电梯最快可达10m/s,平均等候时间达到CIBSEGuideD标准,采用目的楼层智能化电梯控制系统和人群感应系统,保证运行效率.据说,45分钟时间可将2万人送上顶楼.对这种超高层大楼,电梯一般有这几种类型：1）空中转换式,即在二区或者三区以上设置空中大堂进行电梯转换,同时需要设置穿梭电梯直达空中大堂.2）分区布局式,对这种方式,不用设置空中大堂转换,各分区电梯由地面直达.3）双层电梯,这种方式可充分利用电梯井,但要求标准层高度一致,双层穿梭电梯可最大程度地将高区乘客带到空中大堂,然后再由空中大堂换乘分区电梯.5、防火分区根据规范要求,当设有自动喷水灭火系统时,每个防火分区面积不超过2000㎡.塔楼1区的使用面积为2807㎡,大于2000㎡,因此,按要求,将每层划分为两个防火分区,可采用防火墙结合防火门或防火卷帘的方式分隔.2区至7区办公层使用面积均小于2000㎡,因此将每个办公楼层定为一个防火分区,核心筒采用防火墙、防火门单独保护以做疏散辅助作用.6、阻尼器为提高塔楼在风振作用下的舒适度,与上海中心大厦一样,平安金融中心也设置了阻尼器,在第112层内筒对角分别设置TMD,单个TMD钢球重400t.7、可持续发展措施作为华南第一高楼,以及全球可持续发展设计理念的引领者,平安金融中心严格参照绿色建筑设计标准,项目设计上采用节能型幕墙系统、错峰的冰蓄冷空调系统、冷却塔水冲厕、雨水回收系统、裙房屋顶垂直绿化、低碳交通工具、节水型洁具等节能环保措施,窗帘太阳自适应控制系统、大面积节能LEED泛光照明系统、冰蓄冷空调系统等多项绿色技术,使得建筑总体节能绩效显著.比起同等规模的传统建筑,能够节省46%的能耗,比起ASHRAE标准能再节约18-25%的能源.。
环境激励下大型桥梁模态参数识别的一种方法
第一作者 秦世 强 男， 博士生 ，９７年生 １８
振 动 与 冲 击
２１ 第 ３ ０ ２年 １卷
梁 自振 频 率 低 、 态 密 集 ， 之 测 试 过 程 中 的 噪声 影 模 加
为此 ， 以通过 如下 的算 法 实 现 ： 可
响， Ｅ 在 ＭＤ过 程 中往 往 会 出现 模 态 混 叠 ； 纯 的 利 用 单 ＳＩ Ｓ 方法 识别 模 态参数 又存 在 虚假 模 态 的 问题 ， 因此 尝 试 从解 决这 两 个 问题 的角 度 出发 ， 引入 屏 蔽 信 号 以消 除Ｅ ＭＤ中的模 态混 叠 ， 将原 始 信 号分 解 成 一 系列 只 包 含 结构某 一 阶 固有振 动信 息 的 Ｉ ， ＭＦ 然后 再 利用 ＳＩ Ｓ识
ｗ ｓｐｏｏｅ ．Ｔ ｅｍ ｔｏ ａ ｂ ｓｄ ｏ ａｄ ｉｔ— ｓ ｉ ｅ ｍｐ ｉ ｌ ｏ ｅｄ ｃｍ ｏｉｏ Ｂ Ｅ Ｄ）ａ ｄ ｓ ｃ ａｔ ａ ｒｐ ｓｄ ｈ ｅｈ ｄｗ ｓ ａｅ ｎｂ ｎ ｗ ｄ ｒ ｔｃ ｄ ｅ ｉｃ ｄ ｅｏ ｐ ｓ ｉ ｈ ｅｒｔ ｒａ ｍ ｔ ｎ（ Ｒ Ｍ ｎ ｔ ｈ ｓ ｃ ｏ ｉ
模 态参 数 识 别 是 桥 梁 健 康 监 测 的重 要 组 成 部 分 ， 准 确 的识 别模 态参数 ， 是进 行 有 限元 模 型修 正 、 构 损 结 伤 识别 以及 性 能评 定
通 过 测得 的动 力 响应 ， 别 桥 梁 的 固有 振 动 频率 、 识 阻尼 比和 振型 的过 程 。环境 激 励下 的模 态参 数 识 别 由于不 需 要外 部 激励 设 备 且 不 影 响 正 常交 通 ， 已经 成 为 大 型
振
第 ３ 第 ２期 １卷
动
与
冲
击
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＢＲＡＴ ＯＮ ＡＮＤ ＨＯＣ Ｉ Ｓ Ｋ
深圳平安金融中心超高层结构设计
Shell to simulate aerodynamic shape
Metal spine to simulate stiffness
Spine and shell together to simulate mass distribution
14
Wind Profile Simulation 风剖面模拟
Mean wind speed profile Wind turbulence profile Turbulence length scale
16
Building motions in terms of occupants’ comfort 根据居住者舒适性的大楼振动验算
The predicted building motions (accelerations and torsional velocities) are acceptable for occupants’ comfort. 就大楼的居住舒适性而言，预计的大楼振动（加速度与扭转速度） 是可接受的 。
Importance of wind loads
•
•
Very tall buildings are often impacted by crosswind loading caused by vortex shedding. This crosswind loading is frequently larger than the along-wind loading.
Ping An IFC
1
平安金融中心
1、项目概述 2、风工程研究 3、地震工程 4、建筑结构体系发展与演变 5、结构设计
2
1、项目概述
3
PROJECT GOALS • Create a tower form which is not only iconic, but intelligent and environmentally responsible.
2017平安国际金融中心案例沉淀
项目概况分析
设计方案
KPF投标方案
项目概况分析
设计方案
SOM投标方案
项目概况分析
设计方案
FOSTER投标方案
项目概况分析
最终方案
原设计高度660米，因航空限高要求 “缩水”至592.5米；缩减的约60米部分主要是取消塔尖的“天线”装 置，并不影响原有的主体设计，但也无缘挑战中国第一高楼记录
原设计方案
现方案
CCDI投标方案
“天线被摘”
广州地标小蛮腰也曾临时调整高度，原 方案确定的高度是610米。而经过空管 部门完成机场评估并与政府协调后，缩 减到600米以下。缩减的主要方式，也 是削天线。为此不得不多耗资一千多万， 工期拖延几个月。
项目概况分析
设计管理组织结构
平安与主设计方签订合约，专业设计方分与主设计方签订合约，项目实行纵向管理
1-10层
4.5m
3.0m
地下1200个
500-550元/㎡/月 45元
规定自持60%，60层以下，100层以上自用，其余出租
2016年3月18日
CCDI
中国平安人寿保险股份有限公司
仲量联行
项目概况分析
开发背景
平安集团原计划于原高交会馆位置建设企业总部，但由于容积率和高度的限制，后于2007年11月6日以 16.568亿元竞得深圳市福田区01号地块，自筹建设资金90亿，计划打造深圳最高水准的摩天大厦
中国平安人寿保险股份有限公司成立于2002年，是中国平安保险（集团）股 份有限公司旗下的重要成员。从规模保费来衡量，是目前国内第二大寿险公司。
建设开发目的分析：
企业自身发展需求 20年，6000亿 建成国际领先的综合金融服务集团
企业品牌形象需求 展现实力，推动深圳金融行业发展
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环境风激励下的深圳平安金融中心模态参数识别李秋胜;韩旭亮;何运成;贺映候;周康【摘要】对高度600 m的超高层建筑——深圳平安金融中心在外界环境风激励下的风振响应进行了现场实测.通过安装在塔楼118层的2组加速度传感器测得结构的风致加速度响应,采用经验模态分解法(EMD)与随机减量技术(RDT)相结合的方法计算了结构的自振频率和阻尼比.建立了深圳平安金融中心三维有限元模型,通过有限元分析得出结构的自振频率,并与实测结果进行对比.结果表明:由EMD和RDT相结合的方法计算得出结构1阶横弯自振频率约为0.12 Hz,阻尼比为0.3%~0.6%;结构1阶扭转自振频率约为0.28 Hz,阻尼比为0.8%~1.0%;深圳平安金融中心实测结构自振频率和阻尼比与其他结构高度相似的超高层建筑实测结果相近,且实测结果和有限元分析结果吻合较好,验证了EMD和RDT结合方法分析超高层建筑模态参数的有效性;测试结果可以为超高层建筑设计和相关研究提供依据.%The 600 m height super high-rise building of Ping'an Financial Center (PAFC) in Shenzhen was field measured under external ambient wind excitation.The wind-induced acceleration responses of the structure were measured by the two groups of acceleration sensors installed on the 118th floor.The natural frequency and damping ratio of the structure were calculated by combining empirical mode decomposition (EMD) and random decrement technique (RDT).The three-dimensional finite element model of Ping'an Financial Center in Shenzhen was established, and the natural frequency of the structure was obtained by finite element analysis.The results show that using EMD and RDT combination method, the first-order transverse natural vibration frequency is about 0.12 Hz, the damping ratio is 0.3%-0.6%;the first-order torsional natural vibration frequency is about 0.28 Hz, the damping ratio is 0.8%-1.0%.The measuring natural vibration frequency and damping ratio of Ping'an Financial Center in Shenzhen are close to other similar high-rise structures, and the measured results are in good agreement with the finite element analysis results, which verifies the effectiveness of EMD and RDT combination method to analyze high-rise building modal parameters.The measured results can provide the basis for the design of super high-rise building and related research.【期刊名称】《建筑科学与工程学报》【年(卷),期】2017(034)003【总页数】8页(P1-8)【关键词】超高层建筑;风致响应;现场实测;经验模态分解法;随机减量技术;模态参数【作者】李秋胜;韩旭亮;何运成;贺映候;周康【作者单位】湖南大学土木工程学院,湖南长沙 410082;香港城市大学建筑学及土木工程学系,香港;湖南大学土木工程学院,湖南长沙 410082;香港城市大学建筑学及土木工程学系,香港;香港城市大学建筑学及土木工程学系,香港;湖南大学土木工程学院,湖南长沙 410082【正文语种】中文【中图分类】TU973.2随着建筑材料的发展、设计理念的创新、施工技术的进步，超高层建筑得到了快速发展。
近年来兴建了大量的超高层结构，至2020年，全球将至少建成8座高度超过600 m的超高层建筑。
随着结构高度的不断提高，超高层建筑呈现出质量轻、柔度高以及自振频率低、阻尼比低等特点[1-5]。
超高层建筑较低的自振频率与台风动荷载的主要频率段比较接近[1]，在台风作用下可能产生较大的风致响应，因此对超高层建筑的风致振动及动力特性进行研究很有必要。
超高层建筑风致振动的研究方法主要包括风洞试验、数值模拟以及现场原型实测3种，其中现场原型实测是研究结构风效应最为直接可靠的方法。
现场原型实测可以得到结构的风致振动响应，由结构的振动响应可以进一步识别出结构的模态参数[6-9]。
对于超高层建筑，其模态参数在设计前后往往是有差别的，现场原型实测得到的结构模态参数不仅能对设计阶段的取值加以验证，而且可为今后的超高层建筑设计提供依据。
在超高层建筑结构模态参数识别方法中，随机减量技术(Random Decrement Technique,RDT)应用较为广泛，但是由于RDT方法只能处理平稳、零均值的随机过程，所以本文采用适合处理非平稳随机过程的经验模态分解法(Empirical Mode Decomposition,EMD)与RDT相结合的方法对深圳平安金融中心进行模态参数识别研究，分析对比实测及有限元结果，为超高层建筑的设计提供依据。
深圳平安金融中心(图1)地处深圳市福田中心区，是一栋以甲级写字楼为主，包含商业、娱乐、会议中心和金融交易等功能的超高层建筑。
塔楼地下5层，地上118层，建筑高度600 m，仅次于上海中心大厦，为中国第二高楼。
塔楼外形曲线随高度有变化。
塔楼首层平面尺寸约56 m×56 m，楼层平面向上收细，在100层以上逐渐收进至约46 m×46 m。
中央核心筒平面为约30 m×30 m的矩形，内含所有垂直交通、设备竖井和服务空间。
塔楼的主体结构形式为巨型框架核心筒结构，主要由混凝土核心筒、四周8根型钢混凝土巨柱以及巨型钢伸臂、带状钢桁架、钢斜撑、V撑等组成[10-11]。
2.1 振动监测系统组成在深圳平安金融中心塔楼118层安装了1套加速度传感器，用于监测塔楼的风致响应，传感器布置如图2所示。
所用传感器为B&W 17100型加速度传感器，数据采集设备采用美国国家仪器有限公司(National Instruments，NI)的NI cDAQ-9174机箱加NI 9234采集卡(图3)，采集软件为LabVIEW2015。
2.2 虚拟仪器技术美国国家仪器有限公司于1986年最早提出了虚拟仪器(Virtual Instrument，VI)概念，其基本原理是将计算机作为硬件平台，将原本需要使用硬件实现的功能通过软件来实现，利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用，以便最大限度地降低系统成本，增强系统的功能及灵活性。
本文研究采用的虚拟仪器设备具有很好的灵活性和适用性，主要由计算机硬件、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软件构成。
深圳平安金融中心的风致振动响应由B&W 17100型加速度传感器采集获得，该传感器将加速度信号转化为电信号(模拟信号)；模拟信号通过连接线与NI 9234采集卡及NI cDAQ-9174机箱连接；采集卡可将模拟信号转换为计算机可识别的数字信号；在计算机端采用LabVIEW2015编写的可视化数据采集软件。
3.1 经验模态分解法和随机减量技术Huang在1998年提出了经验模态分解法。
信号数据通过EMD方法可以分解为多个本征模态函数(Intrinsic Mode Function，IMF)[12-14]，对分解出来的IMF进行筛选和滤波，再用RDT方法对结果进行处理，便可得到结构的自由衰减曲线，进而求出结构的自振频率和阻尼比。
一组结构风致响应加速度数据时程曲线往往是杂乱无章的，这是因为其中包含了多个模态的信号以及一些噪声信号，EMD方法可以将杂乱的数据信号分解为多个IMF，选取其中包含结构振动响应的IMF进行下一步分析，以此来去除原始信号中的噪声信号和无用信号。
其中IMF应具备以下特性：①信号的极值点(极大值或极小值)数目和过0点数目相等或相差最多1个；②由于局部极大值构成的上包络线和由于局部极小值构成的下包络线平均值为0。
EMD算法的计算步骤为：首先找出原始数据X(t)中所有的极大值点和极小值点，然后拟合原始数据X(t)的上、下包络线，拟合函数采用三次样条函数；求得拟合出的上、下包络线平均值m1；原始数据X(t)减去该平均值m1得到一个新的序列h1，则h1=X(t)-m1，h1相对于原始数据X(t)来说已经去除掉了其中的一些低频分量信号；对于结构加速度信号，其中包含多种频率段的信号，一般经过一次上述步骤得到的新序列h1仍不是一个平稳数据序列，因此需要对h1重复上述步骤。
先得到h1的上、下包络线平均值m11，去除该低频分量信号得数据h11，则h11=h1-m11；重复上述步骤，直至得到的结果满足IMF的2个特性，这样就得到第1个本征模态函数分量c1，c1包含的是原始数据中最高频的部分。
用X(t)减去c1，可得到去除高频分量的新数据r1；对r1进行上述步骤，可以得到第2个本征模态函数分量c2；如此重复上述步骤，直到最后一个数据rn无法继续分解，此时原始数据X(t)就分解为多个本征模态函数分量c1，c2，…,cn-1以及rn，rn 表示原始数据X(t)的趋势。
随机减量技术是针对结构未知平稳随机输入的动态响应通过样本的分段平均获取结构自由振动响应的技术[15]。