大跨度樓蓋結(jié)構(gòu)人致振動分析與減振設計.pdf

1、隨著人們對建筑使用功能和審美要求的不斷提高，以及輕質(zhì)、高強的新型建筑材料在土木工程領域中的應用越來越廣泛，現(xiàn)代建筑尤其是大型公共建筑如大型場館、大型車站等，具有大跨度、輕柔化的發(fā)展趨勢。這一結(jié)構(gòu)特征導致大型公共建筑普遍具有柔度較大、自重較輕的特點，從而進一步導致結(jié)構(gòu)自身的振動頻率偏低，有可能接近甚至落入人行荷載作用的頻帶范圍之內(nèi)。根據(jù)人們對公共建筑使用功能的要求，公共建筑內(nèi)部來往人流往往較大，因此會有大量的低頻人行荷載作用于結(jié)構(gòu)上，可能

2、產(chǎn)生類似共振的現(xiàn)象，從而導致結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的振動。
　　人致振動一旦偏大甚至過量，輕則會影響結(jié)構(gòu)的舒適性、降低結(jié)構(gòu)給人帶來的使用體驗，從而導致民眾產(chǎn)生抱怨和不滿情緒，造成不良的社會影響；重則可能導致人的心理產(chǎn)生恐慌從而引發(fā)騷亂或踩踏等社會影響惡劣、人員傷亡慘重的工程事故。因此，大跨度樓蓋結(jié)構(gòu)人致振動問題的研究具有重要的社會意義和巨大的工程價值。
　　本文以大跨度樓蓋結(jié)構(gòu)為研究對象，開展了此類結(jié)構(gòu)在人行荷載作用下的結(jié)構(gòu)振動分析、

3、振動舒適度評價和減振設計工作。
　　主要研究工作如下：
　　（1）對人-結(jié)構(gòu)豎向相互作用問題進行研究?；趩巫杂啥荣|(zhì)量-彈簧-阻尼模型，根據(jù)達朗貝爾原理和振型函數(shù)的正交性，建立人群-簡支板耦合系統(tǒng)的自由振動方程，分別針對單人作用和人群作用兩種情況下人-結(jié)構(gòu)相互作用對耦合系統(tǒng)動力特性的影響進行研究，分析作用位置、人-結(jié)構(gòu)質(zhì)量比和頻率比、人群密度等參數(shù)對豎向相互作用的影響；開展人-結(jié)構(gòu)相互作用試驗以驗證和補充相關(guān)結(jié)論；
　

4、?。?）采用單自由度質(zhì)量-彈簧-阻尼模型模擬結(jié)構(gòu)上靜止的人體，推導靜止的人體作用下人群-結(jié)構(gòu)-減振裝置耦合系統(tǒng)的運動方程。在此基礎上對比分析STMD系統(tǒng)和MTMD系統(tǒng)的減振效率，研究減振系統(tǒng)總質(zhì)量比和人-結(jié)構(gòu)相互作用對減振效果的影響，研究結(jié)構(gòu)頻率和人-結(jié)構(gòu)相互作用對最優(yōu)設計參數(shù)的影響；
　?。?）以某四角點支撐的組合樓板為例，采用IABSE（國際橋梁與結(jié)構(gòu)工程協(xié)會）建議的荷載模型模擬作用于結(jié)構(gòu)上的人群荷載，分析結(jié)構(gòu)在人群慢速、中速