人群跳跃荷载的互功率谱模型

将人群跳跃荷载视为联合平稳随机过程,提出相干函数并结合已有的自功率模型,构建跳跃频率一致和不一致两种典型情况下的互功率谱模型。利用三维动作捕捉技术克服了人群跳跃荷载试验中同步测试的难题,并验证结果与测力板方法的一致性。由试验数据获得人群跳跃频率的分布和相干函数参数的取值。利用所提出的互功率谱模型,由随机振动理论计算结构加速度响应的自功率谱和均方根值。理论预测结果与已建大跨楼盖的实测响应结果对比表明,所建议的互功率谱模型和计算方法合理,可用于人群跳跃荷载作用下结构响应的计算与分析。     

人群步行荷载的互谱模型及应用#br#

将人群步行荷载视为联合平稳随机过程,由行人之间的相干函数与已有单人步行荷载自功率谱模型,提出高、低两种密度下考虑行人之间相干性的互功率谱模型。引入医学领域的三维动作捕捉设备,解决人群步行试验中多人同步、时空变化的测试技术难题。通过对有约束状态下不同人群密度状况中试验数据的分析,分别确定两种密度下人群的步行频率分布和时间差参数、相干函数取值。利用建立的互功率谱模型,结合随机振动理论,在行人位置固定的假定下计算结构检测点的加速度均方根。通过人行桥人群步行试验结果和荷载模型理论预测结果的对比,验证该模型的实用性,为人群步行作用下结构的响应分析和舒适度评估提供新的频域方法。     

步行荷载的功率谱模型及其应用研究

基于傅里叶级数的步行荷载确定性模型，由于忽略了荷载的随机性，会高估人行桥、大跨度楼板在共振作用下的动力响应。为此，应考虑行人步行荷载的随机性，在1007条连续步行荷载记录的基础上，提出了前4阶主谐波和次谐波局部区域的功率谱建模方式。各阶谱线经行人体重、各阶能量、步行频率和阶数归一化后可统一表达为两项高斯函数之和的形式，模型中参数由试验数据统计分析得到。结合随机振动理论，给出了由步行功率谱计算楼板加速度响应的方法。通过理论计算值与10m×6m楼板模型的试验值以及火车站楼板实测对比，可知，所建议的功率谱模型的预测结果合理。     

人群步行荷载的互谱模型及应用

将人群步行荷载视为联合平稳随机过程,由行人之间的相干函数与已有单人步行荷载自功率谱模型,提出高、低两种密度下考虑行人之间相干性的互功率谱模型。引入医学领域的三维动作捕捉设备,解决人群步行试验中多人同步、时空变化的测试技术难题。通过对有约束状态下不同人群密度状况中试验数据的分析,分别确定两种密度下人群的步行频率分布和时间差参数、相干函数取值。利用建立的互功率谱模型,结合随机振动理论,在行人位置固定的假定下计算结构检测点的加速度均方根。通过人行桥人群步行试验结果和荷载模型理论预测结果的对比,验证该模型的实用性,为人群步行作用下结构的响应分析和舒适度评估提供新的频域方法。     

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。     

国内外标准中竖向人致荷载模型的对比及分析

人致荷载模型是人们对结构施加的动力作用的数学抽象,也是面向工程分析的简化方法。上世纪至今,欧美日等国家先后发布了振动舒适度的设计标准,我国在2017年和2019年也发布了《建筑振动荷载标准》和《建筑楼盖振动舒适度技术标准》。各国由于实验方法和计算理论存在差异,人致荷载模型表达式不尽相同。在总结国内外标准中不同的竖向人致荷载模型的基础上,通过计算某大跨楼盖的峰值加速度响应对比各个模型的差异。结果表明,单人步行荷载的楼板峰值加速度响应和荷载模型的一阶动载因子呈正相关;JGJ/T 441的单人步行荷载模型较保守,但人群步行荷载模型可能使结果偏小。     

超高层建筑横风向风振响应计算的响应谱法

根据超高层建筑横风向风振响应的特点,提出了超高层建筑横风向风振计算的响应谱法,相对于传统计算方法,响应谱法具有以下特点:(1)响应谱法基于横风向风荷载沿建筑高度分布的特征及随机振动理论分析计算结构响应,该方法直接对分析结果进行数据拟合,相比于传统方法只拟合建筑风荷载基底合力均方值及功率谱密度函数的特点,该方法减少了计算中间过程,减小了计算误差。(2)采用响应谱方法计算结构响应时,可以考虑多阶振型的贡献。(3)响应因子本质上是反映结构振动对准静态风荷载放大作用的响应谱,在应用上与地震作用计算方法类似,便于工程人员理解和应用。由于公式简单、易于理解,响应谱法具有较好的操作性,可为超高层建筑横风向抗风设计提供参考。     

基于风压功率谱函数法输入的高层建筑结构动力特性

基于脉动风的基本理论和Davenport风荷载功率谱,介绍计算高层建筑结构顺风向动力响应的计算方法,提出在频域内对高层建筑结构迎风面通过施加风压功率谱的方法进行高层建筑结构的随机振动分析。借助ANSYS对结构进行定制功率谱函数并加载,得到高层建筑结构自振频率及风压谱施加后的模态、应力变化情况,并将函数加载结果与静力求解结果进行分析比较。     

基于复杂人致激励作用下的楼盖振动响应分析

为探究体育馆楼盖结构在复杂激励下的振动力学性能,使用动态信号采集分析系统,以试验的方式测定体育馆的不同分布试点的速度响应及能量分布变化规律,全程研究分析楼盖在单人和双人激励下的振动特性,通过试验分析总结得出,各个试点的能量分布受到支撑的约束形式、不同种类的激励模式、加载激励的位置等因素影响,其中,加载在不同分布试点的激励位置是决定能量分布规律的主要因素。相对于行走、跳跃、奔跑、Bounce等不同激励类型而言,跳跃激励相对于Bounce激励具有更多的输入能量,使各试点的响应呈现出更规律的拍振形式,而Bounce荷载作用下的能量被楼盖吸收,使结构呈现出一种随机动力响应。     

跳跃荷载作用下体育馆大跨预应力次梁楼盖振动模拟分析

以某小学体育馆为工程背景,通过ANSYS建立有限元模型,考虑不同跳跃频率、跳跃人数和跳跃次数的荷载作用,对大跨度预应力混凝土次梁楼盖结构进行竖向振动模拟分析,并进行现场实测,结果表明:修正半正弦平方荷载模型模拟单人跳跃荷载所得分析结果与实测值相对误差为12.98%,比较接近;多人同步跳跃所导致的楼盖竖向振动加速度随人数的增加而增加,近似呈正比关系;考虑多人跳跃难以严格同步,引入倍增因子对跳跃荷载模型进行修正,与实测值验证较为接近。     

踮脚和跳跃荷载下四边简支全装配式RC楼盖振动特性试验研究

为研究分布式连接全装配RC楼盖(简称全装配楼盖)竖向动力特性与人致激励响应规律,进行了2个全装配楼盖和1个现浇楼盖在四边简支条件下的动力试验,并施加了多种人致振动激励,分析了楼盖在踮脚和跳跃荷载下的振动特性.结果 表明:全装配楼盖的自振频率小于现浇楼盖的,而阻尼比相对于现浇楼盖的有较大提高,前3阶的振动模态中只有第1阶...     

Wind-induced vibration control of Hefei TV tower with fluid viscous damper

The Hefei TV tower is taken as an analytical case to examine the control method with a fluid viscous damper under wind load fluctuation. Firstly, according to the random vibration theory, the effect of fluctuating wind on the tower can be modeled as a 19-dimensional correlated random process, and the wind-induced vibration analysis of the tower subjected to dynamic wind load was further obtained. On the basis of the others’ works, a bi-model dynamic model is proposed. Finally, a dynamic model is proposed to study the wind-induced vibration control analysis using viscous fluid dampers, and the optimal damping coefficient is obtained regarding the wind-induced response of the upper turret as optimization objectives. Analysis results show that the maximum peak response of the tower under dynamic wind load is far beyond the allowable range of the code. The wind-induced responses and the wind vibration input energy of the tower are decreased greatly by using a fluid viscous damper, and the peak acceleration responses of the upper turret is reduced by 43.4%.     

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。     

成层场地由基岩反应谱直接计算地表反应谱的等效线性化方法

以太平洋地震工程中心NGA强震数据库为基础，同时收集并分析处理了2008年汶川地震和2011年日本太平洋冲地震的强震记录。通过对近4000个水平地震记录的分析，获得了水平地震动峰值速度(PGV)与阻尼比5%的最大拟速度谱值的简便统计关系式，并与已有研究进行对比验证了该公式的适用性。为了将该公式应用到场地地震反应分析中，用该关系式对近场强震记录进行了回归分析并验证了其适用性。对于水平成层场地，利用笔者提出的PGV与最大拟速度谱的关系式以及速度与应变的近似关系，可由该层的反应谱计算其等效应变，从而可按照等效线性化方法的原理求得传递函数。以加速度反应谱与功率谱密度函数之间的相互转换关系为基础，以功率谱为载体，假定输入地震动为平稳随机过程，根据随机振动理论可由传递函数和输入功率谱算得各层的反应谱。对实际工程场地和竖向钻孔场地的分析表明，该方法有较好的计算精度和适用性。     

Gray predicting theory and application of energy consumption of building heat-moisture system

This paper discusses the difference between other uncertain theories such as stochastic and gray system one and the uncertainty of building heat-moisture system. The other prediction techniques are simply analyzed, and gray prediction theory is stated. A method based on gray prediction model is proposed. Building energy consumption for a certain example is predicted. By inspecting, predicting values agree with measured one very much, that is, the GM(1,1) model compares with the original load data. The method can be seen as a new load calculation method and applied for verification purposes.     

Wind-induced vibration control of Hefei TV tower with fluid viscous damper

The Hefei TV tower is taken as an analytical case to examine the control method with a fluid viscous damper under wind load fluctuation. Firstly, according to the random vibration theory, the effect of fluctuating wind on the tower can be modeled as a 19-dimensional correlated random process, and the wind-induced vibration analysis of the tower subjected to dynamic wind load was further obtained. On the basis of the others’ works, a bimodel dynamic model is proposed. Finally, a dynamic model is proposed to study the wind-induced vibration control analysis using viscous fluid dampers, and the optimal damping coefficient is obtained regarding the wind-induced response of the upper turret as optimization objectives. Analysis results show that the maximum peak response of the tower under dynamic wind load is far beyond the allowable range of the code. The wind-induced responses and the wind vibration input energy of the tower are decreased greatly by using a fluid viscous damper, and the peak acceleration responses of the upper turret is reduced by 43.4%. __________ Translated from Journal of Southeast University (Natural Science Edition), 2008, 37(6): 1018–1022 [译自: 东南大学学报(自然科学版)]     

青岛体育中心训练馆大跨楼盖人致振动实测与分析

在青岛体育中心训练馆大跨楼盖上安装了振动监测系统,监测楼盖在使用状态下的振动幅值并进行振动舒适度的评估。基于ANSYS通用有限元软件建立了该楼盖的分析模型,并施加单人及群体荷载,计算得到的响应与实测响应进行了比较,结果表明,该建模方法及荷载取值合理。