跳躍荷載作用下的大跨樓蓋振動(dòng)響應(yīng)與控制研究.pdf_第1頁
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1、由于輕質(zhì)高強(qiáng)材料和大跨結(jié)構(gòu)在車站、體育場(chǎng)看臺(tái)和健身房等公共建筑的應(yīng)用,樓蓋體系的豎向自振頻率越來越低,質(zhì)量和阻尼也越來越小,有節(jié)奏運(yùn)動(dòng)引起的樓板振動(dòng)舒適度問題日益突出,因此開展結(jié)構(gòu)在有節(jié)奏運(yùn)動(dòng)下的振動(dòng)響應(yīng)分析具有十分重要的意義。
  本文基于國內(nèi)外已有的研究成果,進(jìn)行了單人跳躍荷載的試驗(yàn)研究,進(jìn)一步確定了人群跳躍荷載模型,同時(shí)考察了人與結(jié)構(gòu)相互作用對(duì)人致激勵(lì)的影響,并以蘇州工業(yè)園區(qū)體育場(chǎng)為工程背景,通過建立其分析模型,對(duì)大跨樓蓋結(jié)

2、構(gòu)進(jìn)行人群荷載作用下振動(dòng)響應(yīng)控制分析。主要研究工作和成果如下:
  1.進(jìn)行了單人跳躍荷載的試驗(yàn)研究。對(duì)試驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行了六組固定頻率的跳躍試驗(yàn),共采集34230組數(shù)據(jù),將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算,對(duì)控制參數(shù)統(tǒng)計(jì)其分布規(guī)律和變化范圍,并討論了各個(gè)參數(shù)之間的聯(lián)系,提出了分頻段式的跳躍荷載模型,即當(dāng)跳躍頻率分別處于低頻、中頻和高頻時(shí),荷載模型分別采用半正弦模型(sin模型)、半正弦與半正弦平方模型之和的一半(sin+sin2模型)和半正弦平

3、方模型(sin2模型);并以單人跳躍荷載模型為基礎(chǔ),考慮控制參數(shù)的隨機(jī)性,對(duì)隨機(jī)人群荷載進(jìn)行研究,擬合了人群跳躍荷載曲線。
  2.進(jìn)行了人體在原地跳躍狀態(tài)下的單自由度簡(jiǎn)化模型參數(shù)識(shí)別試驗(yàn)。通過測(cè)試者在試驗(yàn)樓板上進(jìn)行固定頻率的跳躍運(yùn)動(dòng),測(cè)得樓板在單人跳躍作用下的動(dòng)力特性,基于人體-結(jié)構(gòu)兩自由度動(dòng)力模型,對(duì)運(yùn)動(dòng)人體簡(jiǎn)化模型進(jìn)行參數(shù)分析,得到單人跳躍時(shí)人體單自由度模型的頻率均值為5.098Hz,阻尼比為22.94%。
  3.考

4、察了人與結(jié)構(gòu)相互作用對(duì)人致激勵(lì)的影響。測(cè)試者在試驗(yàn)樓板上進(jìn)行單人跳躍荷載試驗(yàn),共得到9783組有效數(shù)據(jù),將測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)分析,得到動(dòng)力放大系數(shù)、跳躍頻率和接觸率等控制參數(shù)的分布規(guī)律,并與剛性地面的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,得出剛性地面上的跳躍力峰值高于試驗(yàn)樓板上的跳躍力峰值10%左右;同時(shí)通過對(duì)試驗(yàn)樓板進(jìn)行有限元建模與分析,驗(yàn)證了試驗(yàn)結(jié)果的正確性。
  4.對(duì)大跨樓蓋進(jìn)行了人群荷載作用下的振動(dòng)響應(yīng)控制分析。對(duì)蘇州工業(yè)園區(qū)體育場(chǎng)建立有限元模

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