【摘要】：隨著土木工程領域內輕質高強材料發(fā)展趨于成熟,建筑結構的設計日益輕量化,導致結構的基頻與行人步頻接近,產(chǎn)生結構過度振動的問題。人行荷載激勵下結構的過度振動將影響結構的耐久性與安全性,同時影響行人行走的舒適性。本文以大跨人行天橋為研究對象,圍繞隨機行走人群的建模、隨機人群-結構豎向動力方程的建立及結構模態(tài)參數(shù)不確定下的減振設計開展相應研究。本文的主要研究內容包括:1、深入分析了人行天橋在單人行走作用下的加速度響應與模態(tài)參數(shù)的變化�；趩稳撕喕治鯩F、MSD和MMSD模型,建立了人-橋耦合運動方程,分析了單人行走下人行天橋的加速度響應和模態(tài)參數(shù)變化,研究了三種簡化模型下耦合方程的差異性,分析了單人行走參數(shù)變化對結構響應的影響,包括人體質量、等效剛度、等效阻尼和行人步行力等因素。2、深入研究了基于行人步長的行走加載模擬方法,分析了行走人群的隨機性,包括人-結構豎向耦合作用、行人個體間差異性和個體內隨機性、行人-行人間相互作用和人群行走動作的同步率,推導了隨機人群-結構耦合動力方程,建立了隨機人群離散模型和集中模型。3、基于隨機人群行走模型,分析了不同模態(tài)質量和不同基頻的人行天橋瞬時加速度響應和瞬時頻率、瞬時阻尼比的變化情況。4、建立了人-橋-TMD動力耦合方程,分析了隨機人群行走下人行天橋瞬時阻尼比和瞬時頻率的不確定性。建立了行人行走下考慮人-結構相互作用的減振策略,開展了隨機行走人群下人行天橋的減振分析。
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U441.3
【圖文】：

考慮人-結構相互作用的大跨結構人致振動響應分析10圖1.3 步行荷載前四階動載因子Fig.1.3 The fourth order dynamic load factor of the walking loadKerr[47]基于實驗中得到的單人正常行走荷載分布曲線，擬合出了行人行走時的荷載動載因子數(shù)學關系，具體如圖1.3所示。Young[41]基于其他學者的研究，給出了可靠度較高的歐美行人步行荷載傅里葉級數(shù)模型的動載因子取值方法。樊健生等[52]基于前人的研究成果，不考慮人-人相互作用和結構對行人行走的反作用，構建了行人步行的傅里葉級數(shù)模型。1.3.2 步行荷載隨機模型實際上，行人行走并不是一個固定的過程，存在許多不確定因素，傅里葉級數(shù)模型描述了行人的周期性步行荷載，但是由于行人個體內的隨機性，行人每一步都可能有所差別。一段連續(xù)的步行過程

圖 1.4 論文技術路線圖Fig.1.4 Technical roadmap通過近年來國內外對人-結構相互作用的綜述，集中展示了基于簡支梁的人-結構豎向耦合研究的發(fā)展，在此基礎上本文以單人研究為出發(fā)點，拓展到隨機人群，從人-結構豎向耦合作用分析、隨機人群建模及人行天橋動力響應分析、不同尺寸人行天橋在隨機人群行走下響應分析和結構動力特性參數(shù)不確定的減振方法研究展開詳細研究，本文研究人致振動問題采用的技術路線如圖 1.4 所示，本文分析的主要內容包括以下部分：（1）研究了人行天橋在行人行走下加速度響應與模態(tài)參數(shù)的變化�；谛腥撕喕治� MF、MSD 和 MMSD 模型，建立了人-橋耦合運動方程，研究了單人行走下人行天橋的加速度響應和模態(tài)參數(shù)，并且對比分析了在三種簡化模型下耦合方程的差異性。同時考慮行人動力特性參數(shù)變化對結構響應的影響。

圖 2.2. 行人簡化質量-彈簧-阻尼(MSD)模型Fig.2.2 The mass-spring-damper modal of a pedestrian行走于人行天橋，受到行人阻尼產(chǎn)生的反向阻尼力、結構度產(chǎn)生的彈性力的作用，受力分析可得行人動力平衡方型分解法，式(2-8)轉化為：行天橋的動力學方程在 2.2 部分已經(jīng)進行了推導，所以結-6)描述，同時 ) 行人動力平衡方程進行激勵荷載的等效替換，其中

【參考文獻】

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本文編號：2797472