某大跨拱桥车桥耦合振动及行人舒适度分析

以某大跨度飞燕式钢管混凝土拱桥为研究对象,采用车桥耦合振动计算软件VBC,对桥梁结构在车辆作用下的动力响应情况进行分析,并对桥上行人舒适度做出评价。结果表明,密集流作用下桥梁振动最剧烈,拥挤流作用下桥梁振动响应次之,阻塞流作用下桥梁振动响应最小;自由流作用下该桥振动响应峰值存在明显间隔,且峰值响应较大,表明该桥对车致振动敏感,该桥人行道上行人舒适度评价结果为没有不舒适。     

大跨度楼盖结构自振频率与人致振动舒适度关系研究

对大跨度楼盖结构的竖向基频与其人致振动响应之间的关系进行了研究。首先基于单人共振模型,给出了楼板人致振动响应的近似计算方法。然后考虑人群荷载在板上均匀分布,得到了各种边界条件下楼板的竖向自振频率与人致振动响应之间的关系。并以长沙南站高架候车层49m大跨度楼盖结构为例,通过调整支撑桁架的高跨比,得到了不同自振频率下楼盖结构的人致振动响应,并给出了满足舒适度要求的楼板竖向自振基频的限值。结果表明:当楼盖结构的竖向自振频率大于3.3Hz时,其人致振动舒适度一般能满足要求;在楼板的人致振动分析中,可根据刚度等效的原则通过增加混凝土板厚来考虑楼板装饰面层等非结构构件对结构动力特性的影响。     

某大跨度悬挂板MTMD 减振控制

大跨度悬挂楼板动力特性复杂,在行人荷载下容产生较大的竖向振动,不能满足舒适度的要求。针对某大跨悬挂板舒适度问题,根据大跨悬挂板的模态特性,设计了多调谐质量阻尼器减振系统的加装位置及参数,并综合考虑了连续行走、连续跑动、连续跳跃和小组结伴行走等不同行人荷载工况。分析结果表明,大跨悬挂板在无控状况下产生了较大的竖向振动响应,其竖向加速度响应超过了舒适度设计限值要求,而在悬挂板1 阶竖向振型最大加速度响应节点1311 位置附近加装MTMD 后,在共振工况下楼板振动最激烈位置减振效果达到43.8% 以上,确保了大跨悬挂板在共振状态下也满足舒适度要求。     

某异形拱人行桥通行舒适度及其控制研究

综合对比了国内外规范对于人行桥通行舒适度的规定,并以一座异形拱人行桥为研究背景,利用大型通用有限元分析软件Midas civil建立背景工程的有限元模型;参考德国人行桥设计规范中的舒适度评价方法对人行桥进行舒适度评价,并利用调谐质量阻尼器对人行桥进行减振设计.通过对背景工程进行舒适度评价和减振设计,得到一些实用设计分析有益的结果,分析结果表明:本工程在一般的正常使用情况下振动舒适性满足要求;当桥面上行人密度过大,行人交通荷载繁忙的极端状况下时,振动舒适性不能满足要求;采用TMD消能减振装置后,桥梁结构的动力响应均达到建议的峰值加速度范围以内,满足振动舒适性要求.     

随机人群运动荷载作用下大跨度连廊的振动响应

基于社会力模型,研究了随机人群运动荷载作用下大跨连廊结构的振动舒适度问题。通过结合交通学领域、生物力学领域对人群运动特性及人体运动参数的统计分析,对随机人群运动进行仿真,得到不同密度工况下,任意行人在任意时刻的步速、落点位置等参数,建立随机人群荷载模型,计算不同工况密度下结构的加速度峰值。研究表明,加速度峰值与行人步速关系很大,随着行人密度增大,行人速度减小,结构加速度响应则先增大后减小。根据得到的结构加速度峰值与行人密度关系曲线,可以找出出现结构振动舒适度问题的行人密度区间。     

人-板耦合系统动力响应及相互作用研究

基于生物力学领域的双足模型,利用Lagrange方程建立单人行走时人-板耦合系统的动力方程。采用自编MATLAB程序进行数值模拟,验证了模型及求解程序的正确性。研究了结构跨中响应随结构频率的变化规律,人与结构间的相互作用对足底反力的影响以及足底反力随结构频率的变化规律。结果表明,随着结构频率的减小,结构跨中响应总体上呈增大的趋势,当结构基频位于前3倍步频附近时,人与结构产生共振,导致结构跨中响应陡增;人与结构间的相互作用导致支撑腿产生的足底反力减小、随动腿产生的足底反力增大,当结构的基频小于3倍步频后,此影响随结构基频降低变得愈发显著。但当结构基频为步频的1倍、2倍和1.5倍时,人与结构产生类似共振的现象,导致相互作用规律的"表现"受到抑制。     

基于实测响应的斜拉人行桥人致振动舒适度研究

研究了大跨轻柔斜拉人行桥人致振动舒适度问题。基于有限元方法建立了某大跨度斜拉人行桥的分析模型并进行了动力特性分析;进行了该桥在环境脉动激励作用下的动力特性实测和不同人行荷载作用下的动力响应测试;依据英国规范BS5400评价了该桥的振动舒适度状况。结果表明,该桥在人行荷载作用下存在较为显著的振动响应和一定程度的振动舒适度问题。     

大跨度楼盖结构在运动荷载下的振动性能

为研究人员运动荷载下大跨度楼盖的振动特性,以内蒙古伊旗全民健身体育中心大跨度张弦梁楼盖体系为背景,采用生物力学测力平台进行人员行走、跑步、跳跃、起立等运动荷载实测和相关分析研究.考虑可能出现的各种运动荷载工况,对大跨度张弦梁楼盖区振动开展有限元分析和现场实测.分析表明:行走、跑步及跳跃荷载工况下,人员动力放大系数分别约为1.2、2.4及4.9,大跨度楼盖在人员运动荷载数值模型激励下,所得有限元分析结果与现场实测竖向加速度峰值及理论计算值吻合较好.     

实木锯材搁栅楼盖振动控制设计方法研究

木结构楼盖是木结构居住建筑中最为常见的结构系统,又是唯一一个与居住者不时有身体接触的系统。在居住环境中,居住者自身或别人的活动经常会造成楼盖振动,给居住者带来不适。如何减少令人烦恼的楼盖振动,是一个非常复杂的问题。以实木锯材搁栅楼盖为研究对象,选取1 kN静态挠度和基本自振频率为振动性能评价参数,结合评价者对试验木结构楼盖的主观感受,研究了我国实木搁栅木结构楼盖振动控制设计方法。结果表明,当实木锯材搁栅楼盖基本自振频率与其中心处1 kN静态挠度的0.44次方之比大于20时,可评定该楼盖为可接受楼盖。     

人致振动载荷下楼盖结构的瞬态动力学分析

针对人致振动载荷作用下,楼盖结构出现的振动问题,本文依据有限元分析理论,采用瞬态动力学方法对实际楼盖结构开展了跳跃和屈伸激励下的实验测试和有限元数值分析,得到了傅里叶级数拟合的速度激励函数。将此函数应用于有限元数值分析,对比验证了跳跃和屈伸激励下实际楼盖的瞬态响应,分析了2种激励下的能量传递分布规律。研究表明:实际楼盖在2种激励形式下能量均以复合正弦波形式传播,跳跃激励时整体测点的速度响应表现为明显的拍振现象,而屈伸激励下的速度响应表现为随机响应,2种响应状态从振动形式上反映了2种激励对楼盖结构的作用效果,可以从振动响应角度,为人致振动造成的楼盖危险部位分析提供参考。     

人行激励荷载作用机理的试验研究

人行激励荷载引发的结构振动可能导致结构使用舒适性问题.利用识别的单步荷载落足曲线建立连续步行激励荷载时程曲线用于人行桥人致振动响应分析过程中,对于人行桥人致振动使用舒适性问题研究具有重要意义.利用多维测力台数据采集和分析系统进行行人步行过程中荷载数据采集工作,然后通过关键点荷载值多项式插值方式识别出六类人行荷载模式的落足曲线,对比了各种荷载模式下的单步落足曲线,最后建立了人行荷载峰值与步频间的具体函数关系式,给出了相应的拟合曲线.     

人行激励下大跨度钢结构连廊舒适度分析

针对大跨度钢结构连廊的特点,采用有限元和自编程序相结合的方法,模拟不同工况,单人、多人有序和随机人群荷载模式,计算该结构的自振特性和动力加速度响应,并进行了不同工况下结构舒适度评价。结果表明,人行荷载频率的影响最大,其次是荷载类型、人群同步概率及人群的集度。     

“房桥合一”站厅结构振动舒适度烦恼率分析

为研究"房桥合一"结构体系在多种动力荷载作用下高架站厅结构的舒适度与传统振动规范的适用性,对某大型客站进行人群、列车荷载下的动力测试,通过现场调查研究了该振动水平下的旅客烦恼反应;基于不同荷载类型与结构跨度,利用已有的考虑了模糊性与随机性的烦恼率模型进行反推计算,建立适合于评价"房桥合一"结构烦恼率的舒适度量化指标.研究结果表明:部分区域振动水平未达到人体感知阀值,实际烦恼率为2%;部分区域振动强度超过70 d B,其理论烦恼率为50%,然而实际烦恼率仍为2%,传统舒适度评价标准并不能准确评价该类新型结构体系.烦恼率模型可以量化任意振动强度下的干扰反应率,给出高架站厅结构的振动限值介于75~90 d B,与ISO规范振动反应描述较为一致,弥补了现行规范关于大跨度"房桥合一"结构舒适度评价的缺失.     

地铁列车运行诱发地面邻近建筑振动的数值模拟研究

为研究城市地铁运行产生的振动波在地面邻近建筑物中的传播规律，以地铁沿线邻近建筑为研究对象，参数取值参考实际工程量值范围，建立地铁列车-轨道-隧道-地层-建筑物整体有限元数值模型，重点研究地面邻近建筑中同楼层和不同楼层间振动响应的传递分布规律和频谱特性。结果表明：地铁运行对建筑的振动激励以中低频1~50 Hz为主；房间面积越大，楼板自振频率位于激励荷载优势频段范围越多，越易引起楼板共振；楼板跨中点的振动强度通常大于边角点的振动强度，角点的振动会在低频段1.25~2.0 Hz超过楼板跨中点；随着楼层的升高，三向振动加速度响应均呈波动性变化。通过多工况的计算，分析了运行车速、隧道埋深和振中距对邻近地铁建筑物振动响应的影响规律。     

大跨度舞台的动力分析及舒适度评价

采用通用有限元软件MIDAS,通过对大跨度舞台结构开展竖向动力分析,获得了5种常见工况下舞台结构的竖向振动峰值加速度;参考人行天桥相关规范中的舒适度评价指标,分析评价了舞台结构的舒适度;对比分析杆件应力、竖向挠度等设计指标,验证了结构设计时采用静力荷载乘以放大系数等效动力荷载的方法是比较可行的.     

TMD对机器激励下多层厂房楼板的振动控制

多层工业厂房楼板在机器扰力下,实测发现楼板竖向速度和加速度超过结构正常使用要求.考虑到施工和使用要求,本文用多个TMD(调谐质量阻尼器)悬挂在楼板特定位置,以减少楼板竖向振动.通过理论推导,设计了多TMD体系的参数,并用SAP2000建立楼板与TMD的振动模型,得到附加TMD后楼板的响应,并与不加TMD的楼板振动响应比较.结果表明,本文设计的TMD可有效减小楼板在机器扰力下的竖向振动响应,减振比达到70％以上.     

水电站半地下厂房后浇带方案的机组振动响应复核

针对赤道几内亚吉部洛电站半地下厂房,采用后浇带设计方案,厂房不存在变形缝,4台机组为一整体结构,形成了超过50 m的大跨度混凝土高边墙和楼板,超出了厂房设计规范的最大允许跨度.为了验证这种大跨度结构在机组运行过程中是否会产生过大变形,影响结构安全与人员健康,采用谐响应分析法对此厂房结构3台机组和4台机组同时运行工况的厂...