大跨度樓面結(jié)構(gòu)人致振動(dòng)及其控制策略研究.pdf

1、由于新型材料、新型結(jié)構(gòu)形式和新型施工工藝在結(jié)構(gòu)工程中的不斷應(yīng)用，近年來(lái)，出現(xiàn)了許多大跨度樓面結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)形式的共同特點(diǎn)是跨度大、質(zhì)量輕、剛度小，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的阻尼比較小、固有頻率較低，在人致荷載作用下可能引起較大的振動(dòng)響應(yīng)，影響結(jié)構(gòu)的使用性能，甚至引起安全問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于人致振動(dòng)及其控制策略已經(jīng)做了一些研究，對(duì)于大跨度樓面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有很大的指導(dǎo)作用。但是研究的深度和廣度還有待加強(qiáng)，如對(duì)人致荷載作用下結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)影響因素的了解

2、還不夠深入，人致荷載的數(shù)值模擬方法還不夠準(zhǔn)確，人致振動(dòng)控制策略還不夠成熟等。因此，進(jìn)一步研究大跨度樓面結(jié)構(gòu)人致振動(dòng)及其控制策略是非常必要的。針對(duì)以上三點(diǎn)不足，本文進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究：
　　 從板的強(qiáng)迫振動(dòng)理論出發(fā)，通過(guò)對(duì)板在動(dòng)力荷載作用下的響應(yīng)計(jì)算方法的分析研究，找出了影響板振動(dòng)響應(yīng)的主要因素，為后續(xù)進(jìn)行人致振動(dòng)響應(yīng)參數(shù)分析提供理論基礎(chǔ)。
　　 構(gòu)建了一個(gè)典型的大跨度樓面結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，進(jìn)行了模態(tài)分析，研究了不同荷載

3、布置方式下，單人荷載和人群荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)。通過(guò)參數(shù)分析，進(jìn)一步研究了結(jié)構(gòu)阻尼比、樓板邊界條件和樓板長(zhǎng)寬比等因素對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響。在研究成果的基礎(chǔ)上，提出了大跨度樓面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)建議。
　　 針對(duì)目前人致荷載數(shù)值模擬方法的不足，基于拉丁超立方抽樣方法，考慮人致荷載的多個(gè)影響因素，提出了一種新的考慮行人差異的多人連續(xù)步行荷載時(shí)程的合成方法。依據(jù)此方法合成得到了多組人群荷載作用下的步行力時(shí)程。運(yùn)用每組荷載時(shí)程對(duì)建立的有限元模型進(jìn)行

4、動(dòng)力時(shí)程分析。研究結(jié)果證明，按本文模擬方法合成的考慮行人差異的多人步行時(shí)程曲線精度較高，能夠較真實(shí)的反映行人的步行過(guò)程，在此步行時(shí)程作用下能夠得到較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)峰值計(jì)算結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，將計(jì)算結(jié)果與AISC規(guī)范簡(jiǎn)化計(jì)算方法進(jìn)行了對(duì)比。研究發(fā)現(xiàn)AISC規(guī)范簡(jiǎn)化計(jì)算方法只適用于結(jié)構(gòu)上作用人數(shù)較少的情況，而對(duì)于作用人數(shù)較多的情況，采用本文提出的計(jì)算方法結(jié)果較為準(zhǔn)確。
　　 根據(jù)大跨度樓面結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，從改變結(jié)構(gòu)剛度和改變結(jié)構(gòu)阻尼