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人行荷载模型与人致结构振动试验研究

东南大学学报（自然科学版） 2018年第1期48卷 113-117页

作者：操礼林钱程张志强李爱群江苏大学土木工程与力学学院镇江212013 东南大学土木工程学院南京210096 北京建筑大学土木与交通工程学院北京100044

为建立大跨楼盖结构人行荷载模型及人致振动分析方法,开展了楼盖模型结构人致振动试验研究.基于实测的动荷载因子值,建立了人行荷载傅里叶级数模型.依据结构动力学原理,建立大跨楼盖结构人致振动方程,采用Wilson-θ法及有限元分析计算... 详细信息

为建立大跨楼盖结构人行荷载模型及人致振动分析方法,开展了楼盖模型结构人致振动试验研究.基于实测的动荷载因子值,建立了人行荷载傅里叶级数模型.依据结构动力学原理,建立大跨楼盖结构人致振动方程,采用Wilson-θ法及有限元分析计算大跨楼盖人致振动响应.基于7.7 m×4.7 m楼盖模型结构,开展了单人及多人不同行走频率工况下的人致结构振动试验,讨论了模型结构人致振动加速度响应的变化规律,并对比分析了理论计算与试验结果.结果表明,多人固定步频行走下的结构振动响应明显高于自由行走下的结果.不同工况下的模型结构人致振动试验结果与计算分析结果均较为吻合.建立的人行荷载模型及人致振动分析方法能有效预测人行荷载激励下大跨楼盖的振动响应.

关键词：人行荷载傅里叶级数模型人致振动大跨结构

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车站结构人行荷载特性研究

工程力学 2012年第12期29卷 256-264页

作者：谢伟平何卫艾康伟武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070 国家体育总局体育科学研究所北京100061

大跨度结构的人致振动问题近年来逐渐受到人们的重视。对车站结构中各种可能人行活动下的荷载模式及荷载特性进行了研究。基于候车厅行人在行走、候车、检票进站等情况下的活动特点,对单人行走、座椅起立、下蹲-起立、高处跳下等工况进... 详细信息

大跨度结构的人致振动问题近年来逐渐受到人们的重视。对车站结构中各种可能人行活动下的荷载模式及荷载特性进行了研究。基于候车厅行人在行走、候车、检票进站等情况下的活动特点,对单人行走、座椅起立、下蹲-起立、高处跳下等工况进行了步行力测试,并对测试结果进行了统计分析,得到了各工况下的荷载特性描述。结果表明:1)实测中国人步行力的动载因子小于欧美学者的建议取值,即基于欧美人群步行测试结果的人行荷载取值偏于保守;2)座椅起立时,单人竖向动荷载幅值可达静态体重的2倍,因此,对于大跨轻柔结构,人群集体座椅起立时可能会引起结构的较大振动。研究成果可为人行荷载特性研究和结构的人致振动研究提供参考。

关键词：车站结构人行荷载步行库椅走己寺宴测

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上下楼梯时人行荷载模型参数的试验研究

振动与冲击 2016年第21期35卷 220-228页

作者：杜永峰刘路路朱前坤陈凯兰州理工大学防震减灾研究所兰州730050 大连理工大学建筑工程学部大连116024

对试验获得的900组三向楼梯荷载时程,采用快速傅里叶变换,统计出各阶谐波动力荷载因子的分布规律并指出相位角的分布具有很大的离散性。采用小波变换得到单条荷载曲线的时频图,可以反映出人在行走过程中行走频率的变异性。最后将上下楼... 详细信息

对试验获得的900组三向楼梯荷载时程,采用快速傅里叶变换,统计出各阶谐波动力荷载因子的分布规律并指出相位角的分布具有很大的离散性。采用小波变换得到单条荷载曲线的时频图,可以反映出人在行走过程中行走频率的变异性。最后将上下楼梯时人行荷载与已完成的楼板荷载就行走频率、幅值等参数进行比较,并将上楼梯与下楼梯的荷载参数进行比较,发现上楼梯时的人行荷载至少是楼板上荷载的150%,下楼梯时是楼板荷载的300%之多。

关键词：柔性楼梯人行荷载傅里叶级数模型动力荷载因子小波变换

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人行荷载下钢筋桁架叠合板振动舒适度分析

合肥工业大学学报（自然科学版） 2021年第6期44卷 801-805页

作者：李守继张涛王静峰合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009

文章介绍了钢筋混凝土叠合楼板和人行荷载的一般特性;引入接触单元,利用有限元程序数值模拟计算钢筋混凝土叠合楼板的振动响应;分析了叠合面、现浇层厚度和钢筋桁架高度对叠合楼板自振频率的影响以及人行荷载下叠合楼板振动加速度及其... 详细信息

文章介绍了钢筋混凝土叠合楼板和人行荷载的一般特性;引入接触单元,利用有限元程序数值模拟计算钢筋混凝土叠合楼板的振动响应;分析了叠合面、现浇层厚度和钢筋桁架高度对叠合楼板自振频率的影响以及人行荷载下叠合楼板振动加速度及其舒适度,并与对应钢筋混凝土现浇板进行比较。计算结果表明,相同条件下,叠合楼板振动峰值加速度要比现浇楼板大,后浇混凝土叠合层厚度对楼板振动峰值加速度及舒适度影响明显,增加后浇叠合层厚度,有利于改善叠合楼板振动舒适度。

关键词：钢筋混凝土叠合楼板数值模拟人行荷载舒适度

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人行荷载作用下楼板竖向加速度响应研究

建筑结构 2021年第12期51卷 87-90页

作者：王永生上海市建工二建集团有限公司上海200090

楼板竖向加速度是影响楼板舒适度的主要指标。对楼板动力响应公式进行了分析,采用傅里叶级数法对单人行走荷载作用下楼板竖向加速度响应进行了研究,并进行单人行走荷载作用下正方形简支组合板动力响应试验验证,计算结果表明峰值加速度... 详细信息

楼板竖向加速度是影响楼板舒适度的主要指标。对楼板动力响应公式进行了分析,采用傅里叶级数法对单人行走荷载作用下楼板竖向加速度响应进行了研究,并进行单人行走荷载作用下正方形简支组合板动力响应试验验证,计算结果表明峰值加速度理论值与试验值误差为28.7%。在此基础上分析步频、楼板长宽比对楼板峰值加速度的影响。分析结果表明:楼板长宽比从1.0增大到8.0时,峰值加速度降低73%;在同样的人行荷载作用下且楼板短边尺寸固定的条件下,双向板加速度响应远大于单向板。

关键词：人行荷载单人行走竖向加速度步频楼板长宽比

人行荷载下钢筋桁架叠合楼板振动及舒适度研究

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人行荷载下钢筋桁架叠合楼板振动及舒适度研究

作者：张涛合肥工业大学

学位级别：硕士

随着建筑产业可持续化的发展,装配式建筑产业的兴起,越来越多的钢筋桁架叠合楼板应用于装配式建筑中。在工程设计中,不单单要考虑楼板承载力的性能,同时也要满足人对楼板振动舒适度的要求。国内外关于叠合楼板的研究更多集中于静力作用... 详细信息

随着建筑产业可持续化的发展,装配式建筑产业的兴起,越来越多的钢筋桁架叠合楼板应用于装配式建筑中。在工程设计中,不单单要考虑楼板承载力的性能,同时也要满足人对楼板振动舒适度的要求。国内外关于叠合楼板的研究更多集中于静力作用下的分析,对其动力性能的分析较少,缺乏相关的研究和理论分析,关于其舒适度设计评价等也没有具体的规范标准。故研究人行荷载下钢筋桁架混凝土叠合楼板的振动舒适度是具有工程现实意义的。本文关于人行荷载作用下钢筋桁架叠合楼板的振动舒适度问题所做的研究内容及相关结论如下:采用有限元软件ANSYS对两种拼缝的叠合楼板以及现浇楼板进行了模态分析和瞬态分析。通过分析计算结果,总结了边界条件对各楼板自振频率的影响,以及叠合楼板与现浇楼板振动响应的对比。边界固支的楼板要比简支工况下自振频率大的多;叠合楼板的振动响应要比同尺寸现浇楼板大,且密拼式叠合楼板振动响应要比整体式叠合楼板大。后分别研究了人行路径、人行频率、行人数量、阻尼比、后浇混凝土厚度、钢筋桁架高度分别对两种拼缝的叠合楼板振动舒适度的影响程度及两种拼缝的叠合楼板的在不同工况下的振动舒适度的优劣。其中人数越多、频率越高、路径越靠近跨中叠合楼板的振动响应越大,且沿叠合楼板拼缝方向行走时振动响应最大;阻尼比和后浇层厚度对叠合楼板振动舒适度的影响较为显著。最后总结了各个国家和组织对楼板振动舒适度的评价方法和指标,并对文中各工况叠合楼板应用不同标准进行振动舒适度评价。不同的评价标准的出的结果存在较小的差异,整体式叠合楼板在各工况下的振动舒适度都要更优。

关键词：钢筋桁架叠合楼板人行荷载振动性能舒适度评价

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人行荷载模拟及大跨楼盖人致振动响应研究

人行荷载模拟及大跨楼盖人致振动响应研究

作者：钱程江苏大学

学位级别：硕士

随着土木工程领域内轻质高强材料发展趋于成熟,建筑结构形式日益优化,大跨楼盖结构在公共建筑中的应用不断增多。大跨楼盖结构具有跨度大、自重轻、强度高等优点。轻柔结构自振频率多数低于3Hz,易与人行步频范围重合,从而产生共振。人... 详细信息

随着土木工程领域内轻质高强材料发展趋于成熟,建筑结构形式日益优化,大跨楼盖结构在公共建筑中的应用不断增多。大跨楼盖结构具有跨度大、自重轻、强度高等优点。轻柔结构自振频率多数低于3Hz,易与人行步频范围重合,从而产生共振。人行荷载激励下产生的结构过量振动将影响大跨楼盖结构的舒适性与安全性。本文以大跨楼盖结构为研究对象,围绕人行荷载模拟及人致振动响应分析方法开展相应研究。本文的主要研究内容包括:1、深入分析了人致结构振动响应影响因素的变化规律。采用有限元模拟与试验研究方法开展了单人行走下大跨楼盖结构振动响应研究,从人体特征与结构特征两方面分析人致结构振动响应影响因素并提出了建议取值。研究结果表明,单人固定步频行走下人致振动响应分析中人体重量可取为中国男性体重均值,步幅取为0.715m,结构阻尼比应根据相关实测结果及规范规定确定。单人固定步频行走下大跨楼盖结构振动响应分析结果与相应人致振动试验结果较为符合。2、系统分析了人群密度对人行步态的影响,提出了一种基于人群密度变化的随机人行荷载模型。根据人行步速-人群密度关系的相关研究成果,从微观角度解释了人群中个体间产生相互作用的原因及其影响。基于人群步行特征实际观测结果,分析了不同人群密度下步频及步速的变化规律。研究结果表明,人群密度对人行步频、人行步速影响显著,基于人群密度变化的随机人行荷载模型可以较为准确考虑人群中个体间的相互作用。3、深入研究了大跨楼盖结构在人群行走作用下的振动响应,构建了一种符合中国人步行特征的人群步行荷载模拟方法,提高了人群步行激励的准确性。建立了人群行走下大跨楼盖结构振动响应分析方法,基于模型楼盖结构开展了多人人行激励试验验证工作。研究结果表明,本文建立的人致结构振动响应分析方法计算得到的结构加速度响应与人致振动试验结果相符,可以较为准确预测人群行走下大跨楼盖结构的振动响应。4、针对人群行走下结构振动加速度响应制定减振控制方案。在楼盖中心点处布置一组调谐质量阻尼器以控制结构在人群荷载作用下的过量振动。研究结果表明,被动消能减振系统具有良好的减振效果,优化设计调谐质量阻尼器的质量块质量、阻尼比、频率比等参数,布设于大跨结构合适位置的调谐质量阻尼器可以有效提高人致结构振动舒适度。

关键词：大跨楼盖人行荷载步态参数人致振动有限元分析

新型预制装配式楼盖人行荷载下舒适度试验研究

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建筑结构 2014年第13期44卷 19-23页

作者：孙崇芳梁书亭朱筱俊东南大学土木工程学院南京210018 东南大学建筑设计研究院有限公司南京210018

选取自振频率与峰值加速度双控标准,对新型楼盖进行人行荷载下的舒适度试验,分析了各行连接件、步频、人群规模、行走路线、人行荷载布置方式等因素对楼盖竖向振动的影响,结果表明:跨中连接件对楼盖振动的影响大于其他位置的连接件;步... 详细信息

选取自振频率与峰值加速度双控标准,对新型楼盖进行人行荷载下的舒适度试验,分析了各行连接件、步频、人群规模、行走路线、人行荷载布置方式等因素对楼盖竖向振动的影响,结果表明:跨中连接件对楼盖振动的影响大于其他位置的连接件;步频及人群规模越大,振动响应越大;最不利的行走路线是沿横板向行走并通过低阶振型中心;最不利的布载方式是常规板双侧布置人群荷载。5种因素对楼盖的影响程度由大到小依次为:各行连接件、步频、人行荷载布置方式、行走路线、人群规模。选取最不利情况对楼盖进行了舒适度分析,结果表明该楼盖满足舒适度要求。

关键词：预制装配式新型楼盖人行荷载峰值加速度舒适度

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大跨度走廊在人行荷载下的MTMD减振分析

建筑结构 2011年第S1期41卷 1404-1408页

作者：周国伟徐金军张志强李爱群东南大学土木工程学院南京210096 华森建筑与工程设计顾问有限公司南京分公司南京210096 国内贸易工程设计研究院北京100001 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

在研究某体育场的动力特性的基础上,针对大跨度走廊在不同工况的人行荷载激励下的竖向振动,采用了在走廊上布置多组不同参数MTMD的减振方法,其中MTMD的频率需要根据结构的竖向自振频率和人行荷载的激励频率来确定。模态分析结果表明,该... 详细信息

在研究某体育场的动力特性的基础上,针对大跨度走廊在不同工况的人行荷载激励下的竖向振动,采用了在走廊上布置多组不同参数MTMD的减振方法,其中MTMD的频率需要根据结构的竖向自振频率和人行荷载的激励频率来确定。模态分析结果表明,该结构有明显的竖向振型,且该竖向振型的频率与人行荷载快走工况下的频率非常接近,走廊在该频率的荷载激励下产生共振。按本文方法在走廊的合适部位设置TMD后,共振激励下的加速度响应减小50%以上,满足人体舒适度要求,并且,其他频率荷载激励下的加速度响应也有一定程度的减小。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控制作用。由于TMD对结构自身频率非常敏感,在实际应用前应对实际结构进行动力特性测试,以保证减振效果。

关键词：调谐质量阻尼器人行荷载减振控制