單人行走荷載模擬及大跨樓蓋振動(dòng)響應(yīng)與控制研究.pdf

1、隨著建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展和輕質(zhì)高強(qiáng)材料的應(yīng)用，建筑結(jié)構(gòu)逐步向大跨、輕柔的趨勢(shì)發(fā)展。當(dāng)人步行荷載頻率與結(jié)構(gòu)體系的基頻接近時(shí)，結(jié)構(gòu)的較大人致振動(dòng)會(huì)引起人們身體和心理上的困擾和不安。另外長(zhǎng)期振動(dòng)也會(huì)降低結(jié)構(gòu)的疲勞壽命，因此開展結(jié)構(gòu)在隨機(jī)人群荷載下的振動(dòng)響應(yīng)分析就具有十分重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　本文基于課題組已完成的研究成果和國(guó)內(nèi)外關(guān)于步行荷載的相關(guān)研究，進(jìn)行了單人步行荷載的試驗(yàn)研究，進(jìn)一步研究了隨機(jī)人群荷載，并以武漢大學(xué)萬林藝術(shù)博

2、物館為工程背景進(jìn)行了人群荷載作用下的人致振動(dòng)響應(yīng)及振動(dòng)控制分析，并與實(shí)測(cè)進(jìn)行對(duì)比，主要研究工作和成果如下:
　　一、進(jìn)行了單人步行荷載的試驗(yàn)研究。對(duì)試驗(yàn)人員進(jìn)行正常行走荷載試驗(yàn)，通過對(duì)采集到的10866組有效數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)分析，揭示步行荷載與相關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系;同時(shí)進(jìn)行了100名試驗(yàn)人員進(jìn)行正常自由行走以及1.7Hz、2.0Hz、2.2Hz等四種工況的步行荷載對(duì)比試驗(yàn)，研究各參數(shù)與步行頻率之間的關(guān)系，建立確定性單人步行荷載模型;在上

3、述研究基礎(chǔ)上建立模擬隨機(jī)人群荷載曲線的方法。
　　二、進(jìn)行人群荷載作用下大跨結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)分析。分析了大跨結(jié)構(gòu)樓蓋在確定性人群荷載以及隨機(jī)人群荷載作用下的振動(dòng)響應(yīng)，計(jì)算工況考慮不同行人密度、不同人群行走頻率。計(jì)算表明樓蓋在人群荷載作用下會(huì)產(chǎn)生較大的豎向加速度響應(yīng)從而引發(fā)人體舒適度問題，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行振動(dòng)控制。
　　三、進(jìn)行大跨樓蓋動(dòng)力特性及動(dòng)力響應(yīng)測(cè)試。進(jìn)行了人群荷載振動(dòng)響應(yīng)測(cè)試，測(cè)試表明隨著人群步行頻率逐步接近結(jié)構(gòu)豎向自振頻率