大跨樓蓋結(jié)構(gòu)人群荷載模擬及振動(dòng)響應(yīng)分析.pdf

1、隨著大跨樓蓋結(jié)構(gòu)建設(shè)量的日益增多，超過(guò)人體舒適度限值要求的工程案例時(shí)有發(fā)生，此類(lèi)結(jié)構(gòu)越來(lái)越引起人們的關(guān)注。目前對(duì)于這類(lèi)大跨樓蓋結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)規(guī)律研究工作開(kāi)展較少，工程設(shè)計(jì)實(shí)踐尚缺乏理論的指導(dǎo)，特別是在人群荷載激勵(lì)下的振動(dòng)響應(yīng)和控制研究還尚未完善，主要集中表現(xiàn)在對(duì)人群步行規(guī)律的不確定性上，因此建立合理的人行荷載荷載模型對(duì)于大跨樓蓋結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)與正常使用具有重要的理論意義和工程實(shí)踐意義。本文以高鐵站房大跨樓蓋結(jié)構(gòu)人群為主要研究對(duì)象，主要研

2、究工作和成果如下:
　　1.人群步行特征參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析。本文利用MATLAB視頻分析程序?qū)δ暇┠险?、上海虹橋站、北京南站、武漢站和廣州南站候車(chē)大廳內(nèi)的人群步行特征參數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，得到了這五大高鐵站房人群步行特征參數(shù)的分布規(guī)律;統(tǒng)計(jì)得出總體人群自由行走時(shí)步頻服從f～N(1.8811，0.17662)的正態(tài)分布，相位角服從ψ～U(0，2π)之間的均勻分布;同時(shí)對(duì)影響人群行走的因素進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，利用隨機(jī)概率分布的方法統(tǒng)計(jì)得出進(jìn)站大

3、廳人群步行同步調(diào)概率服p～N(0.2516，0.06722)的正態(tài)分布，候車(chē)大廳人群步行同步調(diào)概率服從p～N(0.1880，0.05712)的正態(tài)分布;最后利用不同人群密度之間的統(tǒng)計(jì)參數(shù)，擬合得到了人群步行特征參數(shù)與人群密度之間的關(guān)系。
　　2.隨機(jī)人群荷載的模擬。基于統(tǒng)計(jì)得到的步行特征參數(shù)，參考IABSE建議的單人步行荷載模型，利用MATLAB自編程序生成了隨機(jī)人群步行荷載時(shí)程曲線。
　　3.對(duì)閔行博物館大跨懸挑樓蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)

4、行了振動(dòng)響應(yīng)分析及計(jì)算，得到了在確定性荷載、隨機(jī)荷載和同步調(diào)概率三種情況下懸挑樓蓋結(jié)構(gòu)的人致振動(dòng)響應(yīng)，并對(duì)三者的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，分析表明了本文所提隨機(jī)人群荷載模擬方法的合理性以及人群步行同步調(diào)概率統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性。
　　4.進(jìn)行了大跨樓蓋結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及理論分析。以閔行區(qū)生態(tài)博物館大跨懸挑樓蓋為工程背景，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)力特性測(cè)試、減振前后人群步行荷載激勵(lì)下的振動(dòng)響應(yīng)測(cè)試;同時(shí)采用與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)相同的荷載工況進(jìn)行了人致振動(dòng)的有限元計(jì)算