大跨度楼盖步行荷载作用的加速度反应谱研究

基于61人次2 204条实测的步行荷载曲线,提出了计算单人步行竖向荷载作用下大跨度楼盖加速度均方根响应的反应谱。以42m跨矩形板为研究对象,首先得到每条实测步行荷载的反应谱,在此基础上建立设计反应谱的分段表达式：对应于步行1阶主频范围的第1平台段（1.5~2.5Hz）、对应于步行2阶主频范围的第2平台段（3~5 Hz）,以及对应于步行高阶频率的曲线下降段（5~10 Hz）。给出了2个平台段不同保证率的代表值计算方法和下降段的数学表达式。进一步研究了高阶振型、边界条件、计算跨度等因素对反应谱的影响,并给出了对应的修正方法。给出了建议反应谱的使用步骤,并应用于4个实际楼盖结构。对比分析表明,楼盖的实测响应接近或略大于反应谱75%保证率的计算结果,但均小于95%保证率下的计算结果,所建议的反映谱方法可用于计算单人步行荷载作用下大跨楼盖的加速度响应。     

行人荷载下旋转钢楼梯三向振动响应计算与分析

钢结构旋转楼梯整体自振模态一般呈现出典型的空间特性。利用有限元软件建立某旋转钢楼梯模型并分析获得模态参数,以三向(侧向、纵向、竖向)行人上、下楼梯的连续荷载模型为例,构建了基于步行路径的旋转楼梯三向振动响应计算方法。进一步分析了不同行走频率上、下楼梯时的振动加速度响应,结果表明,三向行人荷载与单向(竖向)行人荷载下的加速度响应相比有较明显的增幅,对于此类柔性旋转钢楼梯不应忽视行人荷载水平分量对振动响应的影响。     

JGJ/T 441—2019中人致楼盖结构动力响应反应谱方法详解与实例对比

大跨度、开敞式、轻质建筑楼盖的大量使用以及用户体验满意度要求的不断提高,使得人致荷载下的楼盖振动舒适度问题日益突出,也已成为大跨楼盖结构设计的关键问题。为此,中国电子工程设计院有限公司联合多单位编制了《建筑楼盖结构振动舒适度技术标准》(JGJ/T 441—2019),并已于2020年1月1日起实施。文章针对《标准》中单人步行荷载下楼盖结构响应的反应谱计算方法,详细说明了其理论基础、简化依据和计算步骤。进而,将反应谱方法应用于50个已建钢-混凝土组合结构楼盖、3个已建混凝土楼盖、1个木楼盖试验模型、1个已建人行桥和英国设计标准中2个范例的人致结构振动分析与舒适度评估,并与上述例子的实测值或标准计算值进行了比较。对比结果显示了反应谱方法对多类型结构人致振动分析的适用性,同时也进一步明确了阻尼比、模态质量等关键计算参数的选取原则以及反应谱方法的使用范围。     

步行荷载下大跨楼盖MTMD控制参数优化方法研究

采用多重调谐质量阻尼器(MTMD)来控制大跨楼盖由于行人引起的竖向振动,已被工程实践证明为一种行之有效的减振方法。然而由于步行荷载的时空复杂性,采用有限元时程分析方法进行MTMD最优参数设计时的计算成本过高,甚至难以实现。为此,提出一种步行荷载下大跨楼盖-MTMD参数优化的混合算法,利用有限元获得楼盖模态后再由振型分解法计算移动步行荷载引起的结构响应,进一步结合遗传算法,研究考虑结构动力特性变化的MTMD参数优化问题。最后,以某体外预应力楼盖为例进行了MTMD频率和阻尼比的优化设计,讨论了楼盖固有频率和阻尼比变化对减振效率的影响,对比了考虑与不考虑结构特征改变的MTMD参数优化结果。结果表明,所建议的混合算法可显著提升计算效率并获得优化的控制参数,可用于同类大跨楼盖MTMD控制参数设计问题。     

单人Bounce荷载下楼盖结构加速度反应谱设计

Bounce指双脚不离地的人体上下往复运动,是一种常见的有节奏人致激励。本文采用先进的无线测力鞋垫技术收集了175条bounce荷载曲线,计算每条荷载曲线的单自由系统加速度反应谱,在此基础上提出了设计反应谱分段表达式,主要分为三段：对应bounce一阶主频范围2~3.5Hz的第一平台段、对应二阶主频范围4~7Hz的第二平台段以及对应高阶频率的下降段,由试验数据分析给出了两个平台段的不同保证率下的代表值以及下降段参数。文中给出了设计反应谱的详细使用步骤,并通过大跨楼盖试验模型验证了方法的准确性。