發(fā)布時間：2020-02-11 05:40

【摘要】：隨著建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展和輕質(zhì)高強材料的應(yīng)用,建筑結(jié)構(gòu)逐步向大跨、輕柔的趨勢發(fā)展。當(dāng)人步行荷載頻率與結(jié)構(gòu)體系的基頻接近時,結(jié)構(gòu)的較大人致振動會引起人們身體和心理上的困擾和不安。另外長期振動也會降低結(jié)構(gòu)的疲勞壽命,因此開展結(jié)構(gòu)在隨機人群荷載下的振動響應(yīng)分析就具有十分重要的理論意義和實用價值。本文基于課題組已完成的研究成果和國內(nèi)外關(guān)于步行荷載的相關(guān)研究,進(jìn)行了單人步行荷載的試驗研究,進(jìn)一步研究了隨機人群荷載,并以武漢大學(xué)萬林藝術(shù)博物館為工程背景進(jìn)行了人群荷載作用下的人致振動響應(yīng)及振動控制分析,并與實測進(jìn)行對比,主要研究工作和成果如下：一、進(jìn)行了單人步行荷載的試驗研究。對試驗人員進(jìn)行正常行走荷載試驗,通過對采集到的10866組有效數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)分析,揭示步行荷載與相關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系；同時進(jìn)行了100名試驗人員進(jìn)行正常自由行走以及1.7Hz、2.0Hz、2.2Hz等四種工況的步行荷載對比試驗,研究各參數(shù)與步行頻率之間的關(guān)系,建立確定性單人步行荷載模型；在上述研究基礎(chǔ)上建立模擬隨機人群荷載曲線的方法。二、進(jìn)行人群荷載作用下大跨結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)分析。分析了大跨結(jié)構(gòu)樓蓋在確定性人群荷載以及隨機人群荷載作用下的振動響應(yīng),計算工況考慮不同行人密度、不同人群行走頻率。計算表明樓蓋在人群荷載作用下會產(chǎn)生較大的豎向加速度響應(yīng)從而引發(fā)人體舒適度問題,應(yīng)對其進(jìn)行振動控制。三、進(jìn)行大跨樓蓋動力特性及動力響應(yīng)測試。進(jìn)行了人群荷載振動響應(yīng)測試,測試表明隨著人群步行頻率逐步接近結(jié)構(gòu)豎向自振頻率,樓蓋加速度響應(yīng)明顯開始進(jìn)入共振狀態(tài),有必要采取措施進(jìn)行振動控制；并將實測結(jié)果與有限元模型計算值進(jìn)行對比,結(jié)果表明兩者吻合較好。四、對大跨結(jié)構(gòu)采用MTMD進(jìn)行振動控制分析。本文采用調(diào)頻質(zhì)量阻尼器(TMD)對大跨樓蓋進(jìn)行振動控制分析,計算結(jié)果表明,采用選定的TMD布置方案能夠?qū)⒄駝禹憫?yīng)控制在規(guī)范限值內(nèi)。對于確定性荷載工況,減振率隨著激勵頻率的變化而有所變化,減振率保持在一定范圍以內(nèi),振動響應(yīng)控制效果非常明顯。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU311.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2578384