大跨度梁板結(jié)構(gòu)人致振動舒適度研究.pdf

1、近年來大跨度梁板結(jié)構(gòu)發(fā)展迅速,振動舒適度問題得到了越來越多的關(guān)注。目前對人行荷載的研究還不夠充分,人致振動計算方法過于簡化,舒適度評價采用簡單的二分法,不利于設(shè)計者對結(jié)構(gòu)舒適度的全面理解和準(zhǔn)確評估。本文分別對人行荷載涉及的重要參數(shù)、人行荷載作用下大跨度梁板結(jié)構(gòu)的加速度反應(yīng)計算方法和舒適度評價方法展開研究。
　　首先,本文使用測力板測量了人行荷載,通過頻譜分析得到了人行荷載的動載因子及相位角等參數(shù),給出了動載因子隨步頻的變化關(guān)系和各

2、階相位角的均值,提出了考慮步行荷載雙峰值特點的步行荷載模型,同時給出了考慮前六階諧波的跑步荷載模型。通過多個地點的步頻和步長統(tǒng)計,為模擬隨機步行荷載和準(zhǔn)確計算結(jié)構(gòu)響應(yīng)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　其次,研究了現(xiàn)行的各種梁板結(jié)構(gòu)人致振動計算方法。給出了用振型質(zhì)量替代AISC11方法中有效質(zhì)量的計算公式,為驗算結(jié)構(gòu)舒適度提供了簡便方法。通過對移動荷載作用下簡支梁振動響應(yīng)的研究,發(fā)現(xiàn)共振折減系數(shù)用于發(fā)生共振反應(yīng)的諧波是有效的,但用于其他各階諧波

3、則低估了結(jié)構(gòu)的反應(yīng),為此給出了CCIP-016和SCIP354方法中共振折減系數(shù)的使用條件。采用CCIP-016方法對一個帶懸挑的大跨度樓板結(jié)構(gòu)的舒適度影響因素進(jìn)行了研究,結(jié)果表明減小懸挑長度和增加阻尼對于減小樓板振動最有效。
　　再次,目前的計算方法中普遍采用共振折減系數(shù)來近似考慮人行荷載的移動性,這種做法不能準(zhǔn)確模擬人行荷載的移動加載過程。本文采用ANSYS命令流建模,實現(xiàn)了人行荷載的移動加載過程,并通過在MATLAB中調(diào)用A

4、NSYS的方法,通過大量時程分析得到梁板結(jié)構(gòu)最大均方根加速度反應(yīng)的累積概率分布,通過分布擬合得到分布參數(shù),由此可以得出某一加速度值的超越概率,能夠較全面地了解結(jié)構(gòu)的人致振動特性。
　　為了合理地評價結(jié)構(gòu)的舒適度,引入煩惱率進(jìn)行評價,給出了煩惱率擬合曲線分布參數(shù)的確定方法,提高了煩惱率曲線的擬合精度,并改進(jìn)了設(shè)計系數(shù)的表達(dá)式?；陔S機步行荷載和煩惱率的舒適度評價方法是建立在概率基礎(chǔ)上的方法,比現(xiàn)行規(guī)范方法采用單一的加速度值進(jìn)行舒適度