不同行走步速下人行桥振动舒适度定量化评估

定量化评估不同行走步速下人行桥的振动舒适度,评估结果以概率的形式给出。建立了考虑步行参数个体变异性和动载因子群体变异性不同步速的时域随机行人荷载。选取?ivanovi?建议的在行人荷载作用下以第一阶竖向振动为主的人行桥基准模型为研究对象。施加不同步速的时域随机人行荷载到基准模型上,得到不同步速下人行桥的加速度峰值并对结果进行修正,得到修正后特定加速度峰值对应的概率值以及小于或等于某个特定峰值累计概率值。结果表明当步行频率与人行桥的频率一致时,峰值达到极值并随着步行速度增大而线性增大;慢速通过时,振动舒适度程度最高,快速时次之,中速时最低。     

某体育馆楼板振动舒适度研究

针对某大学体育馆楼板振动舒适度问题,建立楼板计算模型,计算楼板在不同边界等条件下的自振频率。现场实测楼板自振频率和最不利情况时楼板振动加速度值。楼板自振频率的计算值和四边固定且无活荷载时的实测吻合较好,表明数值计算模型是合理的。基于实测加速度值,利用国际标准ISO 2631-1997对楼板振动舒适度进行评价,评价结果表明楼板满足舒适度要求。所采用的基于国际标准的评价方法可供国内其他工程结构楼板舒适度的评价提供参考。     

上海虹桥车站人行走廊人致振动分析

采用模态综合与模态叠加理论、应用通用有限元软件与自编程序相结合的方法对上海虹桥站人行走廊的人致振动问题进行分析。考虑BS5400荷载、有序排列人群荷载和随机人群荷载三种荷载模式下的结构响应,指出在步频与结构频率相差较远时,可以采用BS5400荷载模式计算人致振动响应,而当人群荷载频率与结构频率相近时,可根据人群荷载同步调概率的高低选用有序人群荷载模型或随机人群荷载模型。并指出在人行荷载的各个参数中,步频对结构的加速度响应影响最大,其次是动载因子与人群荷载的同步调概率,最后才是人群荷载的集度;最后采用ISO10137标准对人行走廊的振动舒适性进行评价,结果显示接近结构基频的"步行"及"跑动"工况下,其振动舒适性较差。     

人行桥随机人行荷载下的振动分析及其舒适度评价的新方法

利用已有的建立在心理物理学方法之上的烦恼率模型以及传统的人行桥振动舒适度评价标准,建立适合于评估人行桥振动烦恼率的舒适度量化指标,提出了考虑人行桥竖向与侧向耦合振动时的综合评价方法,弥补了传统的关于人行桥振动舒适度评价方法的不足.通过模拟人行随机荷载激励对人行桥进行了人致振动时程分析并对其舒适度进行了评价,给出可行的减振措施并预测减振效果.这对今后人行桥人行荷载模拟、人行桥振动舒适度评价以及防振减振研究都具有参考借鉴意义.     

行人荷载随机性对楼盖振动响应的影响研究

首先基于大量实验数据构建了行人单步步行荷载模型,并利用频率拓展方法获得了连续步行荷载时程,通过引入步频变异系数反映个体内随机性,引入体重及均值步频的变化反映个体间随机性。采用概率密度演化方法对一典型大跨楼盖实例进行了行人作用下的振动响应分析,与蒙特卡洛模拟结果的对比说明了概率密度演化方法中所采用的代表点能够合理反映出所选随机参数的主要概率信息。在此基础上,采用极值概率密度演化方法获得了楼盖10s均方根加速度的概率分布,并给出了具有95%和75%保证水平的反应谱曲线。与不考虑荷载随机性的楼盖振动响应结果对比发现,对于95%保证水平,行人荷载随机性放大效应最大可超过4倍,对于75%保证水平最大也接近2.5倍。结果表明,行人荷载随机性对楼盖的振动响应具有显著的影响,在楼盖的舒适度评估中需要考虑行人荷载的随机性。     

行走激励下楼盖振动加速度反应谱研究

利用320条实测中国人步行荷载曲线,由振型分解法计算了步行荷载作用下大跨混凝土楼盖竖向振动的10 s加速度均方根反应谱曲线。基于楼盖频率与振动幅值双控原则,对计算反应谱进行了拟合简化,提出了3~20 Hz频率范围的设计用楼盖均方根加速度响应计算表达式。进一步讨论了高阶振型、边界条件、计算跨度、行走步幅和阻尼比等要素对反应谱的影响,并给出了对应的修正方法。最后通过与已建大跨楼盖步行激励下实测加速度响应的比较,验证了所建议的反应谱计算方法的合理性。     

基于概率性人行荷载模型的楼板结构振动分析

为评估实际楼板结构在可能承受的人行荷载作用下的振动性能, 运用动力测试和数值模拟相结合的方法对某实际楼板结构进行了动力特性及人行激励下的概率性响应分析。首先利用基于频响函数的冲击动力测试, 识别了楼板结构实际的模态参数。然后考虑各行人个体产生激励的差异性及随机的人行路径等因素, 构建了不同随机步态参数组合的单人及人群多分量荷载模型;基于动力测试所得的模态特性, 分别计算了在所构建的概率性荷载作用下的多模态响应;对得到的大量响应样本统计分析得到了单人及人群行走荷载下的响应分布以及某一振动水平发生的概率;结果表明人致振动响应服从近似的正态分布, 行人随机性的步态参数中步频对响应的分布起控制作用, 此外得到的响应分布特性可对实际楼板结构的人致振动进行概率性的评估。在人群荷载响应计算时, 对测得的人活动加速度响应进行自由衰减响应分析得到不同加速度水平时结构基本模态特性的变化, 结果表明频率随振动加速度幅值的变化相对较小, 而阻尼的变化相对较明显。该文研究可为类似工程的人致振动概率性评估提供参考。     

行走作用下梁板结构振动舒适度的烦恼率分析

人行走作用引起的振动舒适度是梁板结构正常使用极限状态设计的重要内容,现行规范给出的静力挠度控制并不能充分体现这一要求。利用最大加速度反应谱法计算行走作用下结构的加速度响应,结合烦恼率模型,给出了基于烦恼率模型的舒适度分析方法,同时将分析结果与使用振动舒适度标准获得的结果进行比较,结合算例分析表明,这两种分析方法给出的分析结论基本一致,而烦恼率方法则具有更为定量化的特点。     

基于人群-结构耦合作用甘肃省体育馆悬挂结构振动舒适度评估及控制

为研究大跨楼板结构在人行激励作用下的振动舒适度,以甘肃省体育馆悬挂结构为例,借助有限元软件ANSYS,在傅里叶荷载模型的基础上,将人体等效为具有刚度-质量-阻尼的单自由度体系生物力学模型,考虑定点加载、单人行走以及人群同步等工况下行人-结构的耦合振动前后结构的加速度响应。以峰值加速度为指标评估该悬挂结构的振动舒适度,并分别利用单自由度TMD和3-DOF TMD对结构的过量振动进行控制,对比了单自由度TMD与3-DOF TMD减振效果。结果表明:对大跨楼板结构进行人致振动控制时,3自由度TMD对大跨楼板结构具有很好的控制效果。     

良态风及台风不同风谱对结构风雨振反应对比分析

为了比较良态风及台风风场对结构风雨耦合作用的影响,利用良态风及台风风谱生成风雨荷载时程曲线进行时程反应分析。首先介绍了常用的良态风和台风的不同风谱以及雨荷载计算模型,采用谐波叠加法生成脉动风速以及风雨荷载时程曲线,将风雨荷载施加在输电塔上进行分析,得到了不同情况下的输电塔顶点加速度均方根。计算结果表明,在风单独作用下或风雨共同作用下,由台风风谱计算的输电塔顶点加速度均方根大于良态风风谱的计算结果,良态风下的风雨振加速度均方根增大百分比大于台风的计算结果,最大达到了24.43%。因此在台风登陆期间应重视台风的高湍流度和降雨对结构的撞击作用。