隨著土木工程領域內(nèi)輕質(zhì)高強材料發(fā)展趨于成熟,建筑結(jié)構(gòu)形式日益優(yōu)化,大跨樓蓋結(jié)構(gòu)在公共建筑中的應用不斷增多。大跨樓蓋結(jié)構(gòu)具有跨度大、自重輕、強度高等優(yōu)點。輕柔結(jié)構(gòu)自振頻率多數(shù)低于3Hz,易與人行步頻范圍重合,從而產(chǎn)生共振。人行荷載激勵下產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)過量振動將影響大跨樓蓋結(jié)構(gòu)的舒適性與安全性。本文以大跨樓蓋結(jié)構(gòu)為研究對象,圍繞人行荷載模擬及人致振動響應分析方法開展相應研究。本文的主要研究內(nèi)容包括:1、深入分析了人致結(jié)構(gòu)振動響應影響因素的變化規(guī)律。采用有限元模擬與試驗研究方法開展了單人行走下大跨樓蓋結(jié)構(gòu)振動響應研究,從人體特征與結(jié)構(gòu)特征兩方面分析人致結(jié)構(gòu)振動響應影響因素并提出了建議取值。研究結(jié)果表明,單人固定步頻行走下人致振動響應分析中人體重量可取為中國男性體重均值,步幅取為0.715m,結(jié)構(gòu)阻尼比應根據(jù)相關實測結(jié)果及規(guī)范規(guī)定確定。單人固定步頻行走下大跨樓蓋結(jié)構(gòu)振動響應分析結(jié)果與相應人致振動試驗結(jié)果較為符合。2、系統(tǒng)分析了人群密度對人行步態(tài)的影響,提出了一種基于人群密度變化的隨機人行荷載模型。根據(jù)人行步速-人群密度關系的相關研究成果,從微觀角度解釋了人群中個體間產(chǎn)生相互作用的原因及其影響�；谌巳翰叫刑卣鲗嶋H觀測結(jié)果,分析了不同人群密度下步頻及步速的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明,人群密度對人行步頻、人行步速影響顯著,基于人群密度變化的隨機人行荷載模型可以較為準確考慮人群中個體間的相互作用。3、深入研究了大跨樓蓋結(jié)構(gòu)在人群行走作用下的振動響應,構(gòu)建了一種符合中國人步行特征的人群步行荷載模擬方法,提高了人群步行激勵的準確性。建立了人群行走下大跨樓蓋結(jié)構(gòu)振動響應分析方法,基于模型樓蓋結(jié)構(gòu)開展了多人人行激勵試驗驗證工作。研究結(jié)果表明,本文建立的人致結(jié)構(gòu)振動響應分析方法計算得到的結(jié)構(gòu)加速度響應與人致振動試驗結(jié)果相符,可以較為準確預測人群行走下大跨樓蓋結(jié)構(gòu)的振動響應。4、針對人群行走下結(jié)構(gòu)振動加速度響應制定減振控制方案。在樓蓋中心點處布置一組調(diào)諧質(zhì)量阻尼器以控制結(jié)構(gòu)在人群荷載作用下的過量振動。研究結(jié)果表明,被動消能減振系統(tǒng)具有良好的減振效果,優(yōu)化設計調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的質(zhì)量塊質(zhì)量、阻尼比、頻率比等參數(shù),布設于大跨結(jié)構(gòu)合適位置的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器可以有效提高人致結(jié)構(gòu)振動舒適度。
【學位單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU311.3
【部分圖文】：

測力板系統(tǒng)

圖 1.2 步行力時程[8]：(a)豎向、(b)水平縱向、(c)水平側(cè)向Periodic walking time histories: (a) vertical, (b) longitudinal,全面而系統(tǒng)的研究了不同步行模式下的步行力時程曲線變化可以得出：隨著步頻的增加，步行力峰值面接觸時間減少，具體如圖 1.3 所示。Ebrahimpo測力平臺測得豎向步行力時程，發(fā)現(xiàn)測得的時程曲

人行荷載模擬及大跨樓蓋人致振動響應研究，其周期約等于步行頻率的倒數(shù)值。謝偉平等[11]采用 4 塊 Kistler 測力板結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的步行工況開展了人行荷載測試，確定了不同工況對應的荷載特性。測力板安裝在地面上固定位置，在步行激勵測試過程中行人識的調(diào)整行走狀態(tài)進而準確踏上測力平臺，此種行走狀態(tài)與實際的行走偏差，將會影響測試數(shù)據(jù)的準確性�；跍y力板系統(tǒng)的單人步行荷載試略記錄測試者的步頻、步幅等參數(shù)，其準確性將會影響人行荷載模型精度

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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相關博士學位論文 前2條

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本文編號：2818205