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大跨度楼面人群荷载作用响应分析

建筑结构学报 2011年第11期32卷 177-182页

作者：张家华高承勇秦卫红惠卓林俊军上海现代建筑设计(集团)有限公司上海200041 东南大学混凝土与预应力混凝土教育部重点实验室江苏南京210096

以某大跨度钢-混凝土组合楼板模型为对象,采用ANSYS程序进行动力时程分析,研究人群荷载作用下,荷载布置方式、结构阻尼比、楼板边界条件、楼板长宽比和人群步行方式等因素对大跨度楼面结构振动响应的影响,分析大跨度楼板的人群动力响应... 详细信息

以某大跨度钢-混凝土组合楼板模型为对象,采用ANSYS程序进行动力时程分析,研究人群荷载作用下,荷载布置方式、结构阻尼比、楼板边界条件、楼板长宽比和人群步行方式等因素对大跨度楼面结构振动响应的影响,分析大跨度楼板的人群动力响应特性。研究结果表明:不利布载形式为中间板带附近布置人群荷载;楼板长宽比越大则楼面结构响应峰值越小;连续步行荷载作用的楼板振动响应大于原地踏步荷载的响应;楼板边界约束越强振动响应越小;增大阻尼比能显著减小人致振动。

关键词：大跨度楼板人群荷载有限元分析振动响应

人群荷载下大型火车站房大跨楼盖振动舒适度控制研究

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土木工程学报 2010年第S1期43卷 334-340页

作者：操礼林李爱群陈鑫张志强东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室江苏南京210096 江苏大学江苏镇江212013

大型火车站房动力特性复杂,其大跨楼盖在人群荷载激励下容易产生较大振动。通过建立某大型火车站房的整体有限元模型,研究这类建筑中大跨楼盖的振动特性;随后对楼盖在各种不利工况人群荷载作用下的振动舒适度进行分析,重点研究人群荷载... 详细信息

大型火车站房动力特性复杂,其大跨楼盖在人群荷载激励下容易产生较大振动。通过建立某大型火车站房的整体有限元模型,研究这类建筑中大跨楼盖的振动特性;随后对楼盖在各种不利工况人群荷载作用下的振动舒适度进行分析,重点研究人群荷载的模拟方法;进而在已有研究的基础上,提出在大跨楼盖上布置多组不同参数TMD(MTMD)的振动控制方法。根据大型火车站房的动力特性,对减振系统的布置位置以及参数设置提出实用的设计方法,其中各TMD的自振频率需要结合结构竖向自振频率以及人群荷载的激励频率来确定。工程实例的减振分析结果表明,设置MTMD系统并合理选取其参数后,人群荷载激励下楼板的竖向振动均可以得到较好的抑制,平均减振效果可以达到34.5%,从而使结构在使用时满足人体舒适度的要求。研究工作对同类大跨度楼盖的振动舒适度的分析和控制系统的设计具有重要参考价值。

关键词：人群荷载大型火车站房大跨度楼盖振动控制舒适度多重调谐质量阻尼器

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大跨钢楼盖人群荷载激励下减振控制分析

振动．测试与诊断 2013年第3期33卷 514-520,532页

作者：马斐张志强李爱群上海建筑设计研究院江苏分公司无锡 214071 东南大学土木工程学院南京 210096 东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室南京 210096

在人群荷载激励作用下,大跨钢楼盖极易产生影响正常使用的振动。采用两种不同的人群荷载模型,考虑不同人员密度、不同步行频率情况,计算分析了某火车站高架候车大厅大跨度钢结构楼盖在人群步行荷载激励下的振动情况并进行了振动控制。... 详细信息

在人群荷载激励作用下,大跨钢楼盖极易产生影响正常使用的振动。采用两种不同的人群荷载模型,考虑不同人员密度、不同步行频率情况,计算分析了某火车站高架候车大厅大跨度钢结构楼盖在人群步行荷载激励下的振动情况并进行了振动控制。计算结果表明在楼盖指定钢梁跨中安置TMD-粘滞流体阻尼器消能减振装置后,有效地削减了该楼盖的振动响应。采用人群全部同步模型时,所有工况下平均减振率为16.86%,在共振工况下减振率达38%以上;采用步频服从正态分布模型时,不同人群密度条件下减振率在15.50%～15.80%之间,验证了步频服从正态分布模型具有一定的准确性,为实际工程设计提供了理论依据。

关键词：大跨度钢结构楼盖人群荷载正态分布振动控制调频质量阻尼器(TMD)

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人群荷载作用结构响应特性分析

建筑科学 2017年第7期33卷 85-90页

作者：汤腊平谢伟平何卫章涛武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070

以某大跨度钢-混凝土组合楼板模型为对象,采用蒙特卡洛法模拟随机人群荷载,人群荷载考虑随机步频和起步相位,分析了两类人群荷载作用结构响应特性。对人群随机行走,分析了不同人流量和随机步态参数(步频和起步相位)对结构动力响应的影响... 详细信息

以某大跨度钢-混凝土组合楼板模型为对象,采用蒙特卡洛法模拟随机人群荷载,人群荷载考虑随机步频和起步相位,分析了两类人群荷载作用结构响应特性。对人群随机行走,分析了不同人流量和随机步态参数(步频和起步相位)对结构动力响应的影响;对于人群节律性运动(跳舞和健身操等),分析了相位差、接触比和人群密度等因素对结构动力响应的影响。研究表明:对人群随机行走,N人随机行走下结构动力响应与单人响应满足N(1/2)倍关系,可以用来简化计算人群响应;人群简化为相同步频和相同起步相位将会过高估计结构响应。对人群节律性运动,简化为同相位运动会过高预测结构的响应;接触比越大,响应越小;节律性运动下结构响应与人群密度的关系同人群随机行走相同。

关键词：大跨度楼板人群荷载随机行走参数振动响应

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人群荷载对站厅大跨度楼盖的振动影响分析

人群荷载对站厅大跨度楼盖的振动影响分析

作者：刘振林北京交通大学

学位级别：硕士

随着我国铁路交通的快速发展,对铁路站厅的功能性要求也越来越高,铁路客站设计出现了一些新的变化和趋势——“房桥合一”结构体系。这种新型站房的高架层站厅结构设计跨度大,楼板结构的重量轻,竖向自振频率较低,受人群荷载作用影响明... 详细信息

随着我国铁路交通的快速发展,对铁路站厅的功能性要求也越来越高,铁路客站设计出现了一些新的变化和趋势——“房桥合一”结构体系。这种新型站房的高架层站厅结构设计跨度大,楼板结构的重量轻,竖向自振频率较低,受人群荷载作用影响明显。本文从现场试验与有限元模拟两个方面探索人群活动对大跨度楼板振动的影响,主要工作与研究成果如下：1.现场振动试验。以新建的北京南站高架站厅为研究背景,选择深夜站厅关闭时,进行了各种人群规律活动(静止站坐、步行、跳跃、跑步、踏步等)的楼盖振动试验,共80种工况,237组数据,并记录试验时各种情况。2.模态参数识别。试验中人群荷载可以作为环境激励振源,且基于这种环境激励输出信号的模态参数识别方法中,随机子空间法具有较好的识别精度和计算稳定度。本文根据试验数据特点编写随机子空间MATLAB程序,处理试验数据识别结构模态参数。3.耦合作用分析。由楼盖结构振动响应大小与模态参数变化结果,分析了各工况下人群姿态、人数、密度等参数变化对楼盖振动与动力特性的影响,及其变化规律,并进一步分析了人与结构耦合作用机理。4.有限元人群行走过程模拟。在ANSYS中,将人体模拟为质量-弹簧-阻尼单元,与北京南站楼盖模型构成新的结构动力系统,施加行走激励,模拟楼盖上人群行走过程。分析了人与结构耦合体系在行走人群人数与步频变化情况下的振动特性。

关键词：北京南站耦合作用大跨度楼盖人群荷载振动响应动力特性

藏式古建结构动力响应计算中人群荷载参数敏感性分析

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北京交通大学学报 2019年第4期43卷 71-79页

作者：杨娜戴璐北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京林业大学材料科学与技术学院北京100083

古建结构的游客荷载是结构分析中重要的荷载形式.人群荷载形式复杂且由多个参数控制,影响结构响应的人群荷载参数包括行人数量、行人质量、行人步频等.为确定上述参数对结构响应的影响程度,从概率分析的角度出发,结合人群荷载作用下结... 详细信息

古建结构的游客荷载是结构分析中重要的荷载形式.人群荷载形式复杂且由多个参数控制,影响结构响应的人群荷载参数包括行人数量、行人质量、行人步频等.为确定上述参数对结构响应的影响程度,从概率分析的角度出发,结合人群荷载作用下结构加速度响应的频谱计算方法,探究一种结构响应对人群荷载参数敏感性的分析方法.首先将人群荷载参数看作随机变量,其次利用典型藏式古建木构的现场调研数据来获得人群参数的分布规律,最后采用所提出的敏感性分析方法来计算结构响应在人群荷载参数波动范围内敏感性系数的变化规律,结果表明:在各个参数发生相同程度的波动时,相比行人质量和行人数量,步频对结构响应的影响最为显著.

关键词：人群荷载敏感性加速度步频质量行人数量

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大跨钢结构楼盖人群荷载响应分析

沈阳建筑大学学报(自然科学版) 2011年第3期27卷 517-523页

作者：张志强马斐李爱群许金军东南大学土木工程学院东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室国内贸易工程设计研究院

目的准确模拟实际人群荷载,精确计算大跨度钢楼盖在实际人群荷载激励下的振动响应,验证步频服从正态分布荷载模型的正确性.方法在不同人群密度下,采用4种已有人群荷载激励模型以及步频正态分布模型,对比分析了某火车站高架候车大厅大跨... 详细信息

目的准确模拟实际人群荷载,精确计算大跨度钢楼盖在实际人群荷载激励下的振动响应,验证步频服从正态分布荷载模型的正确性.方法在不同人群密度下,采用4种已有人群荷载激励模型以及步频正态分布模型,对比分析了某火车站高架候车大厅大跨度钢结构楼盖人群荷载模型激励下的振动响应情况.结果采用步频服从正态分布模型计算所得楼盖加速度峰值介于部分行人同步和全部同步之间,符合大跨楼盖振动实测分析.在所设定的三种工况下,等效同步人群概率分别为22.33%、37.88%、72.81%.随着人群密度的增加,行人自由行走受限,人流向前移动速度减缓而步频降低,步频趋于一致,因此楼盖动力响应有一个先增加后减少的过程.结论在低人群密度情况下,步频服从正态分布模型具有一定的准确性,等效同步概率与国外实测结果接近,为实际工程设计提供了理论依据.

关键词：大跨度钢结构楼盖人群荷载共振正态分布

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大跨高空连廊人群荷载下TMD减振控制分析

建筑结构 2011年第S1期41卷 1399-1403页

作者：马斐张志强李爱群东南大学土木工程学院南京210096 东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室南京210096

针对大跨高空连廊的振动舒适度问题,建立了某高空连廊的整体有限元模型,采用Ritz向量法对结构进行了模态分析,研究了大跨连廊的振动特性。模态分析表明该连廊的第一阶振型即为竖向振型,且该竖向振型的频率与人快走的频率非常接近,因此... 详细信息

针对大跨高空连廊的振动舒适度问题,建立了某高空连廊的整体有限元模型,采用Ritz向量法对结构进行了模态分析,研究了大跨连廊的振动特性。模态分析表明该连廊的第一阶振型即为竖向振型,且该竖向振型的频率与人快走的频率非常接近,因此在大量人群荷载激励下容易产生较大振动,引起舒适度问题。本文采用两种不同的人群荷载模拟模型,针对连廊在不同人群密度、不同行走频率的人群荷载激励下的竖向振动通过布置TMD进行竖向振动控制。按本文方法在连廊的合适部位设置TMD后,所有工况下加速度平均减振率达31%,加速度峰值均满足人体舒适度要求。在本工程中,采用TMD减振技术是一种经济、实用的方法,对结构起到了良好的振动控制作用。

关键词：调频质量阻尼器(TMD) 人群荷载减振设计人体舒适度

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密集人群荷载作用下人行桥振动响应分析

密集人群荷载作用下人行桥振动响应分析

作者：王双旭西南交通大学

学位级别：硕士

随着新型材料的应用和施工技术的发展,人行桥向着更加低频率、低阻尼、大跨的方向发展,但在人群行走作用下越来越多的人行桥出现了振动过大的现象,使人群产生不安甚至引起人群的恐慌,造成了严重的生命与财产损失。虽然国内外学者对行人... 详细信息

随着新型材料的应用和施工技术的发展,人行桥向着更加低频率、低阻尼、大跨的方向发展,但在人群行走作用下越来越多的人行桥出现了振动过大的现象,使人群产生不安甚至引起人群的恐慌,造成了严重的生命与财产损失。虽然国内外学者对行人的荷载展开了较为系统的研究,但密集人群随机行走状态所产生的荷载研究不足,且密集人群行走所产生的荷载是导致人行桥过幅振动的重要原因之一,有必要对密集人群行走所产生的荷载有待进一步研究。为准确对密集人群自由行走作用下人行桥的振动响应进行模拟,首先进行人行桥的现场实测与行人荷载模型修正;其次总结密集状态下人群自由行走的特征;最后对人群作用下人行桥的振动机理进行研究,本文主要研究了以下几点内容:首先,对单人通过人行桥进行现场实测,将人行桥的振动响应与数值仿真分析结果进行对比分析,并对现有单人荷载模型进行修正。并对人群自由行走通过人行桥进行现场实测,使用随机荷载模型模拟人群自由行走,将试验结果与分析结果相对比,随机人群荷载模型不能准确反映人群自由行走所产生的荷载。其次,针对人行桥上容易发生高密度人群通过的现象,对人行桥上人群行走状态进行影像观察,对高密度人群的行走特征进行统计分析,得到人群步频与同步率随人群密度变化规律。基于高密度人群的行走特征参数建立密集人群荷载模型,并采用数值仿真软件模拟密集人群自由行走通过人行桥,通过试验结果与分析结果相对比,验证密集人群荷载模型的正确性。最后,基于人群荷载通过人行桥工况,对人致荷载模型的人群密度、人群步频、人群行走路线等相关特征进行参数化数值分析,对比人群荷载各参数对人行桥振动响应结果,结果表明:(1)当有序人群行走的其他变量固定,人群密度较低时人行桥振动响应随人群密度增大而升高;人行桥振动响应随人群步频增大而升高。当随机人群密度小于1人/m时,人行桥竖向振动响应随人群密度增加而增大,当随机人群密度超过1人/m之后,人行桥竖向振动响应反而随人群密度增大而减小。(2)当人群步频不超过2.5Hz时,人行桥振动响应随人群步频增大而升高。(3)当桥上有序人群数量较少时,行人并排行走较行人纵向列队行走对桥的竖向振动响应影响更大,但随着桥上有序人群人数增多,这种影响将会逐渐减小,当桥上有序人群达到一定数量时,有序人群纵向列队行走对桥振动响应影响较行人并列行走时更大。

关键词：人行桥人群荷载振动响应动力特性密集人群