人行荷载激励下大跨楼盖振动舒适度控制研究

针对某大跨度连体楼盖结构的舒适度问题,通过建立有限元整体模型,研究大跨楼盖的振动特性.模态分析表明该楼盖的一阶竖向振动频率与人行频率非常接近,因此在大量人群荷载激励下极易引起舒适度问题.采用结构减振控制理论,选用多重调谐质量阻尼器(MTMD)对结构在不同人群密度、不同人行频率的人行荷载作用下的振动进行控制.按本文方法在合适部位布置TMD后,所有工况下加速度峰值均能满足舒适度要求.对大跨楼盖结构人致振动控制的研究具有参考意义.     

人群荷载下大型火车站房大跨楼盖振动舒适度控制研究

大型火车站房动力特性复杂,其大跨楼盖在人群荷载激励下容易产生较大振动。通过建立某大型火车站房的整体有限元模型,研究这类建筑中大跨楼盖的振动特性;随后对楼盖在各种不利工况人群荷载作用下的振动舒适度进行分析,重点研究人群荷载的模拟方法;进而在已有研究的基础上,提出在大跨楼盖上布置多组不同参数TMD(MTMD)的振动控制方法。根据大型火车站房的动力特性,对减振系统的布置位置以及参数设置提出实用的设计方法,其中各TMD的自振频率需要结合结构竖向自振频率以及人群荷载的激励频率来确定。工程实例的减振分析结果表明,设置MTMD系统并合理选取其参数后,人群荷载激励下楼板的竖向振动均可以得到较好的抑制,平均减振效果可以达到34.5%,从而使结构在使用时满足人体舒适度的要求。研究工作对同类大跨度楼盖的振动舒适度的分析和控制系统的设计具有重要参考价值。     

TMD在钢结构人行桥减振中的应用分析

钢结构人行桥在行人荷载作用下易产生过大振动而不满足舒适度要求,因此需要采取措施来控制振动。本文通过对各国人行荷载规范进行对比及选取,考虑人桥耦合作用,对某人行桥结构进行行人荷载下的结构动力特性分析,对比了添加TMD前后结构的加速度响应,表明TMD系统减振效果显著。同时根据TMD原理,对TMD的质量比、阻尼系数等参数作用进行分析,可为类似工程提供参考。     

钢结构大跨度楼盖减振控制及现场测试

通过对沈阳站站房大跨度楼盖的人致振动响应分析,引入遗传算法并以减振率为目标函数,对"人-结构"耦合系统的TMD数量进行优化设计,以寻求大跨楼盖的减振控制方法。对安装TMD的大跨楼盖进行跟踪测试,分别进行减振前的动力特性测试、减振装置安装前后人群步行荷载激励下的振动响应测试。测试结果表明:大跨楼盖经TMD优化设计后具有良好的减振效果,验证了减振控制方法的正确性和合理性。     

钢结构人行桥TMD减振分析及测试

钢结构人行桥在人行荷载作用下,会产生竖向振动。过大的振动不但会引起舒适度问题,还可能引发结构的安全问题。本文采用Midas Gen软件对上海市某人行桥进行人行荷载激励下的动力响应分析,对比安装经优化设计的TMD系统前后的结构振动响应,验证了TMD良好的减振效果。并对该人行桥进行安装TMD前后的对比振动测试,用加速度峰值、整体均方根值和连续均方根值评价了TMD的减振作用。     

某大跨度挑台舒适度分析及振动控制

某景观挑台采用大跨度柔性悬挑钢结构,挑出长度约27m,在人行荷载及山区复杂风场下易发生结构竖向振动.人行荷载作用下的舒适度分析结果表明,结构竖向振动加速度大于规范限值,不满足舒适度要求;采取TMD减振措施后,结构的加速度响应得到了有效控制.根据数值风洞模拟得到的体型系数及Python编程模拟的风荷载时程,采用时域分析法进行风振分析,结果表明,结构振动加速度满足舒适度要求,风荷载单独作用下无需额外采取结构减振措施.人群荷载及风荷载共同作用时结构的竖向振动加速度稳定值小于0.5m/s2,但加速度峰值大于两种荷载分别作用时的加速度峰值之和,因此人行荷载及风荷载对结构的影响不能简单叠加,必要时应进行两种荷载共同作用下的振动分析及减振控制.     

大跨度结构楼盖振动舒适度的分析及过载应对

以某大跨度结构为工程背景,利用Midas/Gen软件,在FEM建模分析和现场测试结果基础上,对其楼盖进行了不同工况下的振动舒适度分析。结果表明,该大跨度楼盖在人群荷载激励下,加速度响应较大,超过规范限值。在采用调谐质量阻尼器(TMD)减振技术后,楼盖减振效果明显,平均减振率为48.7%,最大的减振率为61.78%;采用TMD后,相应梁受到的应力有所增加,但仍有较大的安全储备。     

某大跨度结构楼盖振动舒适度分析与控制

为分析与控制某大跨度结构楼盖振动舒适度,以某项目为案例,采用Midas/gen软件进行了有控结构(TMD)和无控结构的舒适度分析,并针对有控结构进行敏感参数分析。分析结果表明:该结构楼盖竖向刚度较小,人行激励下,楼板加速度响应较大,采用TMD减振技术后,楼板加速度响应得到有效降低,减振率最高达70.5%,平均减振率约为54.12%;结构频率的一半或者三分之一可能引起结构的多阶共振,分析设计时应进行重点关注;TMD的分散或集中布置对减振率的影响较小,为方便起吊和安装建议,适当分散布置。TMD频率与楼面竖向振动频率误差越大,相对减振率越小,为确保TMD充分发挥作用,建议TMD生产前应进行结构频率测试,结合测试结果进行TMD的设计和生产。     

TMD减振系统在楼盖结构中的应用

简要介绍了TMD减振系统的减震机理及在实际楼盖结构中的应用。楼盖结构在超过一定跨度以后,当第一阶频率接近人行走的频率时,容易产生共振,引起过大的振动容易使行人产生对于振动的不舒适感,因此需要采取有效的振动措施来控制较轻柔楼盖系统的振动强度。以某实际工程为研究对象,通过设置TMD减振系统,并对比分析楼盖结构在不同工况人行荷载作用下安装TMD系统前后的振动响应,验证了TMD减振系统应用在楼盖结构上有良好的减振效果,加设TMD减振系统后能满足人对于振动舒适度的要求。楼盖结构TMD减振系统的应用可为类似工程的减振设计提供参考。     

大跨度楼盖结构舒适度控制

为了研究大跨度楼盖结构舒适度的控制,以某大跨度楼盖结构为实例,介绍了其舒适度分析及振动控制的过程。主要从结构舒适度的理论计算、减振方案的确定、TMD系统的调试、减振效果的现场实测4个步骤进行了分析研究。结果表明,通过在楼盖结构底面设置TMD,可以有效减小楼盖的竖向加速度,提升人行舒适度。     

某小学体育馆大跨度预应力次梁楼盖舒适度实测研究

以重庆市某小学体育馆大跨度预应力次梁楼盖为研究对象,通过施加多种人致荷载进行振动实测,研究该楼盖在人致荷载作用下振动响应规律,对比国内外基于加速度振级、结构基频、加速度的舒适度评价标准,选取适用于该类型楼盖的舒适度评价标准。实测初步证明,在梁底增设减振底板能有效提高该类型楼盖的舒适度。     

某小学体育馆大跨度预应力次梁楼盖舒适度实测研究北大核心CSCD

以重庆市某小学体育馆大跨度预应力次梁楼盖为研究对象,通过施加多种人致荷载进行振动实测,研究该楼盖在人致荷载作用下振动响应规律,对比国内外基于加速度振级、结构基频、加速度的舒适度评价标准,选取适用于该类型楼盖的舒适度评价标准。实测初步证明,在梁底增设减振底板能有效提高该类型楼盖的舒适度。     

电涡流TMD在某连桥减振中的应用研究

钢结构连桥在人行荷载作用下可能会产生较大的振动。这不但会造成行人的舒适度问题,过大的振动还可能引起结构的破坏。TMD常被用于连桥的竖向振动控制中。电涡流TMD利用电涡流阻尼机制代替传统的油阻尼器,能够提高TMD振动控制的鲁棒性,延长TMD的使用寿命。本文采用电涡流TMD对某钢结构连桥进行人致振动响应分析,对比其在相同人行荷载作用下,加设电涡流TMD前后的振动响应,并介绍了电涡流阻尼的设计步骤。结果表明,加设电涡流TMD后,连桥的加速度响应明显减小,能够满足规范的舒适度要求。该连桥结构电涡流TMD减振系统的分析与设计可为类似工程的减振设计提供参考。     

忽略梁板轴线相对偏移对人行荷载下大跨楼盖TMD减振的影响

为研究忽略梁板轴线相对偏移对大跨楼盖在人行荷载下TMD(调谐质量阻尼器)减振的影响,以某酒店会议中心大跨楼盖为研究对象,将大跨楼盖分为梁板轴线对齐模型和梁顶与板顶齐平模型,分别进行动力特性分析,针对各自主要竖向振型加设人行荷载,依据各人行荷载下楼盖的振动响应,对两种楼盖模型分别设计了不同的TMD减振方案。对比发现:相比于梁板轴线对齐的楼盖结构,考虑梁板轴线相对偏移时,楼盖结构的梁板刚度和竖向自振频率均偏大,各人致激励工况下的振动响应和TMD减振设计方案完全不同。最后,将梁板轴线对齐模型的TMD减振方案以同样位置布置于梁顶与板顶对齐模型时,发现TMD无明显的减振效果,说明了在对大跨楼盖做人行荷载下的舒适度分析时,应充分考虑梁板轴线相对偏移的影响。     

大沙河文体中心大跨度悬挂羽毛球馆楼盖竖向振动舒适度分析及减振设计

大跨度悬挂结构动力特性复杂,在悬挂楼盖上进行室内体育活动容易产生较大振动。大沙河文体中心在标高39.2m处设置了4榀跨度为58.8m的钢桁架以悬挂58.8m×88.8m的羽毛球馆楼盖;采用SAP2000软件对整体结构进行有限元时程分析得出,羽毛球馆楼盖在有节奏运动荷载激励下,楼盖竖向振动产生的有效最大加速度为0.911m/s²,大于《建筑楼盖结构振动舒适度技术标准》(JGJ/T 441—2019)规定的限值0.5m/s²;通过增加调频质量阻尼器(TMD)进行减振控制后,楼盖竖向振动产生的有效最大加速度为0.467m/s²,减振效果明显,能够满足规范对楼盖舒适度的要求。     

大跨度桁架景观桥振动分析与减振设计

本文以某城市桁架桥主体结构为背景,通过设计TMD减振方案,使桥梁的振动满足相关规范设计要求。全文在桁架有限元模态计算结果基础上,加载调谐质量阻尼器(TMD)装置,并计算行人荷栽作用下结构的动力时程响应,最后对安装TMD装置的桥梁进行现场振动测试,通过对比减振前后桥梁的加速度响应结果,显示本工程安装TMD装置后桥梁的阻尼比提高10倍左右,振动峰值减小60%左右。证明采用TMD减振技术可以使桥梁满足人群激励下的舒适度要求,起到良好的减振效果。     

人致激励下悬挑楼板结构的振动舒适度控制研究

大跨度悬挑楼板结构在人行激励作用下,会产生竖向振动.过大的振动不仅会引起舒适度问题,还可能引发结构的安全问题.文章以某悬挑观景平台作为研究对象,采用Midas Gen软件对该观景平台进行了人行激励下的结构动力特性分析,对比分析了安装TMD前后结构的加速度响应,结果表明TMD系统减振效果显著.同时根据TMD原理,对TMD频率比和阻尼比参数所起到的减振效果进行分析比较,可为类似工程提供参考.     

MTMD减振技术在大跨度悬挑连廊设计中的应用

针对最大悬挑长度为35.2m大跨度悬挑连廊在人致激励下的舒适度问题，采用有限元分析软件SAP2000建立结构三维分析模型，计算多种人致激励工况下结构减振前后的加速度响应，对比了调谐质量阻尼器(TMD)和多重调谐质量阻尼器(MTMD)减振方案的减振效果。分析结果表明：连廊在人致激励作用下产生的最大加速度超过舒适度限值，利用TMD可有效减小结构振动，改善舒适度性能。但单频TMD控制频带较窄，只对特定振动频率的减振效果明显。为改善其鲁棒性，拓宽有效频带宽度，最终采用具有分布频率的MTMD减振方案，在保证经济性最优的前提下，对多种频率激励荷载均得到了显著的减振效果，使连廊满足舒适度要求。     

某整体悬挑结构的人致振动分析与控制

基于人致振动引起的竖向舒适度问题,文章采用调频质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)对某整体悬挑结构办公楼14.4m跨度的钢结构悬挑楼盖进行竖向振动控制。在研究整体结构动力特性的基础上,优化TMD布置并合理设置其参数,计算平均分布和随机分布的人群荷载工况的竖向振动响应。结果表明,TMD可以有效减小整体悬挑结构的人致振动响应,使其满足人体舒适度的要求,提高其使用性能。     

人行激励下某连廊的TMD减振控制与分析北大核心

连廊作为连接两幢或几幢建筑之间的走廊,一般其竖向自振频率接近于人行走频率或者跑步频率,容易产生共振,而产生舒适度问题,因此必要时需要采用有效的减振措施来控制连廊结构的振动。采用调谐质量阻尼器(TMD)对一钢连廊实际工程进行减振控制设计,通过时程分析方法模拟随机人行荷载激励,分为步行荷载工况和跑步荷载工况对其进行人致振动分析。对比分析了钢连廊结构在相同人行激励下加设TMD前后的振动响应。结果表明,安装TMD后钢连廊的最大加速度幅值明显减小,满足舒适度要求。TMD是钢连廊竖向舒适度控制的一种有效手段,可为以后类似工程的减振设计提供参考。