大跨樓蓋結(jié)構(gòu)人群荷載模擬及振動響應(yīng)分析.pdf

1、隨著大跨樓蓋結(jié)構(gòu)建設(shè)量的日益增多，超過人體舒適度限值要求的工程案例時有發(fā)生，此類結(jié)構(gòu)越來越引起人們的關(guān)注。目前對于這類大跨樓蓋結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)規(guī)律研究工作開展較少，工程設(shè)計實踐尚缺乏理論的指導(dǎo)，特別是在人群荷載激勵下的振動響應(yīng)和控制研究還尚未完善，主要集中表現(xiàn)在對人群步行規(guī)律的不確定性上，因此建立合理的人行荷載荷載模型對于大跨樓蓋結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計與正常使用具有重要的理論意義和工程實踐意義。本文以高鐵站房大跨樓蓋結(jié)構(gòu)人群為主要研究對象，主要研

2、究工作和成果如下:
　　1.人群步行特征參數(shù)的統(tǒng)計分析。本文利用MATLAB視頻分析程序?qū)δ暇┠险?、上海虹橋站、北京南站、武漢站和廣州南站候車大廳內(nèi)的人群步行特征參數(shù)進行了統(tǒng)計分析，得到了這五大高鐵站房人群步行特征參數(shù)的分布規(guī)律;統(tǒng)計得出總體人群自由行走時步頻服從f～N(1.8811，0.17662)的正態(tài)分布，相位角服從ψ～U(0，2π)之間的均勻分布;同時對影響人群行走的因素進行了統(tǒng)計分析，利用隨機概率分布的方法統(tǒng)計得出進站大

3、廳人群步行同步調(diào)概率服p～N(0.2516，0.06722)的正態(tài)分布，候車大廳人群步行同步調(diào)概率服從p～N(0.1880，0.05712)的正態(tài)分布;最后利用不同人群密度之間的統(tǒng)計參數(shù)，擬合得到了人群步行特征參數(shù)與人群密度之間的關(guān)系。
　　2.隨機人群荷載的模擬?；诮y(tǒng)計得到的步行特征參數(shù)，參考IABSE建議的單人步行荷載模型，利用MATLAB自編程序生成了隨機人群步行荷載時程曲線。
　　3.對閔行博物館大跨懸挑樓蓋結(jié)構(gòu)進

4、行了振動響應(yīng)分析及計算，得到了在確定性荷載、隨機荷載和同步調(diào)概率三種情況下懸挑樓蓋結(jié)構(gòu)的人致振動響應(yīng)，并對三者的計算結(jié)果進行對比分析，分析表明了本文所提隨機人群荷載模擬方法的合理性以及人群步行同步調(diào)概率統(tǒng)計的準(zhǔn)確性。
　　4.進行了大跨樓蓋結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場測試及理論分析。以閔行區(qū)生態(tài)博物館大跨懸挑樓蓋為工程背景，進行了現(xiàn)場動力特性測試、減振前后人群步行荷載激勵下的振動響應(yīng)測試;同時采用與現(xiàn)場測試時相同的荷載工況進行了人致振動的有限元計算