高架输送机转运站结构动力测试及其振动问题研究

为探明各种激振源对高架输送机转运站结构振动的影响,对其进行了现场调查、结构动力特性及动力响应测试和计算分析。将转运站结构振动问题归纳为整体结构的侧向水平振动和设备层楼盖的竖向振动。通过梳理国内外现有的振动容许限值标准,总结出结构振动问题评估应主要考虑由振动引起的结构安全耐久性、工艺设备精确性和工作人员舒适性。分析表明,转运站结构的振动以低频激振源引起的结构侧向水平振动为主;输送机运行时工作人员的舒适性主要受结构侧向水平振动的影响。最后提出了转运站结构振动控制的主要目标为水平位移。     

随机人群荷载下大型火车站房大跨楼盖减振设计与分析

针对大型火车站房的大跨楼盖的振动舒适度问题,建立了某大型站房的整体有限元模型,采用Ritz向量法对结构进行了模态分析,研究了这类建筑中大跨楼盖的振动特性.以IABSE建议的单人步行激励为基础,考虑行人起步相位角随机分布,提出了楼盖随机人群荷载模拟方法,应用该方法对该大跨楼盖进行了人行荷载模拟,并通过多点输入和时程分析法对该楼盖进行了振动舒适度分析.总结已有的研究成果,根据大跨楼盖的振动特性,提出了大跨楼盖多重调谐质量阻尼器(MTMD)的减振设计方法,据此对楼盖进行了MTMD减振设计与分析.结果表明,利用该方法设计MTMD减振系统可以有效地控制大跨楼盖的竖向振动,最大衰减率达到72%,各工况下平均衰减率可达44%.     

基于弹性约束的轻质楼盖人致振动舒适度控制

考虑感知者、行人和结构三者相互的动力耦合作用，形成行人-楼盖-感知者全路径耦合振动模式，以概率的形式评估了轻质楼盖的振动舒适度，并对楼盖的过量振动采用弹性约束进行了控制.为体现弹性约束对楼盖人致过量振动的有效性，采用TMD控制与其进行对比. 用DQ-IQ法处理建立的行人-楼盖-感知者耦合振动控制方程，以CFS组合楼盖为计算模型，得到当行人以不同步频在楼盖上行走时楼盖跨中与感知者的动力响应，并对比了采用TMD和弹性约束时的控制效果.以舒适度限值为参照标准，统计了在这两种控制措施下楼盖与感知者满足舒适度限值时的累积概率.结果表明，对于轻质楼盖，在刚度系数分别取0.5和3时，楼盖满足舒适度要求的概率由13.57%增加到86.98%，感知者的舒适度概率由11.75%增加到79.86%，极大程度地提高了舒适度概率，可为设计时边界条件转动刚度的选取提供参考. 在刚度系数取2时，楼盖的舒适度概率为68.80%，而感知者的舒适度概率仅为57.97%，相差10.83%. 在考虑人致振动时，感知者相对于结构在同等条件下更容易产生舒适度问题，建议在舒适度评估时增加感知者的加速度峰值.     

人行荷载作用下大跨悬挂楼盖调频阻尼控制研究

针对一竖向振动频率处于人行荷载范围的场馆大跨悬挂楼盖进行调频阻尼减振控制研究,对比分析场馆整体结构模型和大跨悬挂楼盖局部简化模型的动力特性,基于最优控制原则设计调频质量阻尼器的参数和布置位置,在一般人群随机荷载、极端人群随机荷载、节拍及跳跃人群荷载等12种人行工况下,研究无控和有控大跨悬挂楼盖结构的人激动力响应.结果表明,楼盖结构在无控条件下的振动加速度响应大大超过限值要求,但通过合理的调频阻尼减振设计,有效抑制该大跨楼盖人激振动响应,最大峰值加速度减振效果达61%;楼盖结构位移响应很小,虽在人激荷载作用下可不予考虑,但调频阻尼器仍对其具有良好的控制效果.研究成果可为类似工程结构在人行荷载作用下的控制设计提供借鉴参考.     

步行荷载激励下大跨度楼盖加速度反应谱分析

首先介绍了运用数值分析方法研究加速度反应谱的基本思路,并指出该方法的不足;然后针对加速度是楼盖人致振动控制和舒适度评价的重要指标,采用APDL建立大跨度楼盖在标准行人激励下的有限元计算模型,对不同自振频率的楼盖模型进行动力时程分析,得到楼盖的最大加速度反应谱曲线;最后分析了测点位置、阻尼、跨度及行人数量对楼盖加速度的影响,与部分学者推荐的研究结果进行比较分析.结果表明:有限元分析方法可以消除数值分析时用挠曲函数代替横向位移反应产生的误差;该方法解决了用第1振型加速度响应代替结构的加速度响应,导致预测的结构振动响应结果偏小的问题.     

高速铁路人车系统动力响应及乘客舒适性评价

将人体视为依附于车厢底板的单自由度系统,在考虑车体弹性振动的基础上建立高速铁路人车系统动力分析模型,以人体振动响应为基础数据研究车辆运行过程中的乘客舒适性问题.选用德国低干扰谱作为外部激励,分析人体振动与车体振动的差异,研究车辆运行速度、车体弹性振动对乘客舒适性的影响.研究结果表明:单纯采用车体振动来表征人体振动会高估乘客的舒适性等级;频率为1 Hz左右时,振动量在人体响应中有所放大,该频率处在乘客舒适性敏感频率范围内,可能会对乘客造成影响;波长15 m左右导致的激扰频率增大了人体响应,可见,长波长对人体响应的影响较为明显,以车体响应为基础的评价中难以体现这一现象.     

体育馆大跨度预应力次梁楼盖竖向振动模态分析

以重庆市铜梁县新城核心区小学建设项目3#楼(体育馆)工程为背景,对其大跨度预应力次梁楼盖竖向振动模态进行模拟分析,并与实测结果相比较,评价其控制竖向振动舒适度的效果。根据建模思路精确建立的该大跨楼盖有限元模型,其模态分析结果与模态实测结果接近,相对误差约为5%;模拟分析及工程实测结果表明,该大跨楼盖前三阶振型均以竖向振动为主,结构自振基频满足我国现行相关规范的要求,竖向振动舒适度符合标准;与无底板的大跨次梁楼盖相比,增加底板后,其增幅最小的一阶频率增长了19.9%,表明增加底板可有效地控制大跨度预应力次梁楼盖的竖向振动。     

不同人致激励下空腹夹层板楼盖振动舒适度研究

舒适度是大跨度楼盖中重要的控制指标。基于舒适度评价标准,对大跨度空腹夹层板楼盖进行了动力响应分析,研究了不同人行激励下空腹夹层板楼盖的舒适度性能。结果表明：空腹夹层板振型以竖向为主,在定点激励下,其峰值加速度随着激励频率的增大而增大;通过低阶振型中心的激励产生的加速度大于未通过低阶振型中心路线;有规律人体高强度运动荷载激励下,空腹夹层板峰值加速度较大,在工程设计中应该进行舒适度分析,加强楼盖的振动控制。     

人行荷载模型与人致结构振动试验研究

为建立大跨楼盖结构人行荷载模型及人致振动分析方法,开展了楼盖模型结构人致振动试验研究.基于实测的动荷载因子值,建立了人行荷载傅里叶级数模型.依据结构动力学原理,建立大跨楼盖结构人致振动方程,采用Wilson-θ法及有限元分析计算大跨楼盖人致振动响应.基于7.7 m×4.7 m楼盖模型结构,开展了单人及多人不同行走频率工况下的人致结构振动试验,讨论了模型结构人致振动加速度响应的变化规律,并对比分析了理论计算与试验结果.结果表明,多人固定步频行走下的结构振动响应明显高于自由行走下的结果.不同工况下的模型结构人致振动试验结果与计算分析结果均较为吻合.建立的人行荷载模型及人致振动分析方法能有效预测人行荷载激励下大跨楼盖的振动响应.     

基于智能手机的公交运行舒适性测度指标研究

为量化分析公共汽车运行过程中行驶平顺性以及车体振动状态对乘车舒适性的影响.以智能手机作为数据采集终端,通过对速度、经纬度数据的统计分析构建表征平顺性的多维变量,并以主成分分析法降维获得平顺舒适性指标;另一方面,通过对高频采集的加速度数据进行傅氏变换构建振动舒适性指标.该研究弥补了以往研究中忽略车辆运行状态对舒适性影响的不足.通过多项Logit回归法分析调查数据表明,该研究基于智能手机采集数据所构建的舒适性测度指标值能客观反映乘客对公交运行状态的舒适性主观感知.