作為世界上最早的建筑材料之一,木材因特性優(yōu)良而廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域。相比于其他建筑材料,木材自重較輕,更容易受到人行荷載的影響而振動(dòng),結(jié)構(gòu)振動(dòng)過大會(huì)引起行人的不適、恐慌,甚至引發(fā)安全事故。因此在木結(jié)構(gòu)房屋、橋梁設(shè)計(jì)時(shí),要充分考慮人行荷載引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)問題。我國現(xiàn)行《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50005-2017給出的木樓蓋振動(dòng)計(jì)算方法將擱柵跨度作為樓板振動(dòng)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo),但實(shí)驗(yàn)證明擱柵跨度等靜態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)不能很好的反映樓蓋振動(dòng)的實(shí)際情況。除此之外,規(guī)范中尚無關(guān)于膠合木人行橋振動(dòng)計(jì)算的相關(guān)規(guī)定。針對(duì)規(guī)范中存在的問題,本文以木樓蓋擱柵和膠合木人行橋主梁為研究對(duì)象,分析了影響人與結(jié)構(gòu)耦合作用的具體因素及耦合作用對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)影響程度,通過數(shù)值模擬的方法研究了人和結(jié)構(gòu)組成的耦合系統(tǒng)與原結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的區(qū)別,提出了單人及人群荷載作用下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算公式,探討了結(jié)構(gòu)振動(dòng)舒適度評(píng)價(jià)指標(biāo)及控制方法,具體內(nèi)容如下:（1）根據(jù)考慮人與結(jié)構(gòu)耦合作用時(shí)結(jié)構(gòu)的人致振動(dòng)響應(yīng)理論計(jì)算方法,編制了MATLAB求解程序,對(duì)比不考慮耦合作用的計(jì)算結(jié)果,分析了影響耦合作用的具體因素及耦合作用對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)的影響程度。（2）利用A... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

倫敦千禧橋

圖 1-1 倫敦千禧橋 圖 1-2 輕型木結(jié)構(gòu)現(xiàn)階段在計(jì)算人行荷載作用下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)時(shí)，通常將人群荷載當(dāng)作移動(dòng)常量力、簡諧力或是質(zhì)量塊參與計(jì)算，很少考慮人體與結(jié)構(gòu)之間的相互作用。但后來研究人員通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)空載與有分布人群時(shí)的振動(dòng)明顯不同，且行人的步行力也發(fā)生了變化，該現(xiàn)象用上述計(jì)算模型顯然無法做出合理的解釋。中國木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范通過限制擱柵的跨度來保證樓蓋擱柵的振動(dòng)滿足設(shè)計(jì)要求，并在計(jì)算中考慮了樓板的組合作用[2]。周海賓等人研究發(fā)現(xiàn)，在計(jì)算木樓蓋振動(dòng)舒適度問題中將擱柵跨度作為舒適度評(píng)價(jià)指標(biāo)是不準(zhǔn)確的，加速度才是能反應(yīng)振動(dòng)大小的最直觀指標(biāo)，故建議在木結(jié)構(gòu)擱柵樓板振動(dòng)評(píng)價(jià)體系中增加該項(xiàng)指標(biāo)[3]。各國規(guī)范中給出了樓板人致振動(dòng)響應(yīng)的舒適度限值，但木結(jié)構(gòu)樓蓋自重輕，更容易受到荷載影響而發(fā)生振動(dòng)，因此應(yīng)在規(guī)范限值的基礎(chǔ)上適當(dāng)放大。除此之外，規(guī)范在計(jì)算結(jié)構(gòu)振動(dòng)加速度時(shí)考慮了樓板的組合作用，而木結(jié)構(gòu)的整體性較差，故已有計(jì)算方法對(duì)于木結(jié)構(gòu)樓蓋來說并不適用，找到專門針對(duì)于木結(jié)

)N)1.2 荷載模型在人群行走的過程中，致使結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)的振源是行人的步行力，但步行力是一種隨機(jī)性很大的荷載形式，想要精準(zhǔn)確定其大小十分困難。1.2.1荷載實(shí)測(cè)步行力的測(cè)量分為間接測(cè)量法和直接測(cè)量法，間接測(cè)量法是通過測(cè)定行人肢體運(yùn)動(dòng)軌跡來逆向推導(dǎo)行人步行力[4]，直接測(cè)量法是利用測(cè)力平臺(tái)上的傳感器直接獲取步行力時(shí)程曲線。直接測(cè)量法可以測(cè)得單步落足荷載，即雙腳各走一步產(chǎn)生的荷載，也可以給出人在連續(xù)行走時(shí)的步行力時(shí)程曲線。單步落足荷載形式簡單，Harper 于 1962 年最先給出步行力三個(gè)方向的單步落足曲線[5]，圖 1-3 是垂直方向上的單步落足曲線。而連續(xù)步行荷載則比較復(fù)雜，Andriacchi等人相繼測(cè)量了人的連續(xù)行走荷載[6]，測(cè)量結(jié)果不盡相同，故后來學(xué)者們多假定連續(xù)步行荷載是由單步落足荷載在時(shí)間上疊加而得到的（不考慮雙腳同時(shí)落地），如圖 1-4 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]人行荷載下大跨度木結(jié)構(gòu)樓板舒適度研究[J]. 黃鶴.  城市住宅. 2017(06)
[2]樓板振動(dòng)舒適度控制的標(biāo)準(zhǔn)研究[J]. 婁宇,呂佐超,黃健.  特種結(jié)構(gòu). 2011(03)
[3]人行走引起的樓板振動(dòng)舒適度設(shè)計(jì)[J]. 婁宇,呂佐超,黃健.  特種結(jié)構(gòu). 2011(02)
[4]人-梁相互作用動(dòng)力學(xué)模型研究[J]. 王海,周叮,王曙光.  工程力學(xué). 2010(05)
[5]人行激勵(lì)下梁板結(jié)構(gòu)與人體耦合作用研究[J]. 何浩祥,閆維明,張愛林.  振動(dòng)與沖擊. 2008(10)
[6]實(shí)木鋸材擱柵樓蓋振動(dòng)控制設(shè)計(jì)方法研究[J]. 周海賓,江澤慧,費(fèi)本華,任海青.  重慶建筑大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(03)
[7]木結(jié)構(gòu)房屋中木樓板的振動(dòng)及其適用性設(shè)計(jì)[J]. 周海賓,江澤慧,費(fèi)本華,任海青.  林業(yè)科學(xué). 2008(06)

博士論文
[1]基于雙足步行模型的人體—結(jié)構(gòu)相互作用[D]. 秦敬偉.北京交通大學(xué) 2013
[2]基于響應(yīng)譜方法的人行橋人致振動(dòng)響應(yīng)研究[D]. 李紅利.湖南大學(xué) 2013
[3]人行荷載下樓板振動(dòng)響應(yīng)舒適度研究[D]. 潘寧.中國建筑科學(xué)研究院 2012

碩士論文
[1]基于行人生物動(dòng)力學(xué)模型柔性樓梯的人致振動(dòng)舒適度研究[D]. 陳凱.蘭州理工大學(xué) 2016
[2]行人—橋梁多自由度系統(tǒng)耦合振動(dòng)研究[D]. 張彥倫.華南理工大學(xué) 2013



本文編號(hào)：2897381