静态人群-结构相互作用人行桥模态参数试验

针对静态人群-结构相互作用下人行桥模态参数影响进行试验研究,以实验室钢结构玻璃人行桥为研究平台.研究内容如下:测试环境激励下人行桥动力参数;测试静态人群作用在人行桥不同位置、不同姿势下结构的动力参数变化.结果表明:静态人群-结构相互作用下,随着作用人数增加,结构自振频率逐渐降低,阻尼比逐渐增大.坐姿对结构频率影响最大;...     

多塔裙楼与地基基础相互作用的上部结构分析

结构设计中往往不考虑上部结构与地基基础之间相互作用,通过ANSYS建立三座高层塔楼及其裙房有限元模型进行受力分析,研究上部结构和地基基础相互作用下的上部结构柱、梁、裙房剪力墙内力分布特点。结果表明:塔楼上部结构会在相互作用影响下出现边柱及角柱的内力增大,其中在角柱部位的内力增量最多,共同作用对上部结构柱轴力的影响主要在结构一、二层,且角柱受影响较大。相互作用同样对底层梁及裙房外墙计算结果影响较大,在设计时应注意裙房外墙等部位的裂缝控制。     

加连梁柱串联隔震系统的弹性屈曲

为了解决工程界比较关注的隔震建筑串联隔震系统的稳定性问题,建立基于传递矩阵法的临界荷载求解方法.该方法首先建立稳定性分析单个支座的场矩阵和连梁等效成抗弯弹簧的点矩阵:其次根据传递矩阵法建立串联隔震系统稳定性分析的特征矩阵,并根据所得特征矩阵建立其临界荷载的控制方程,该方法避免了繁琐的力学推导过程:最后通过计算两种不同型号的串联隔震系统的临界荷载和探讨参数变化对柱串联隔震系统稳定性的影响.研究结果表明:加连梁对提高柱串联隔震体系临界荷载不明显,建议隔震建筑下部结构应优先选用地下室悬臂柱方案.     

基于行人动力学模型的人桥竖向动力相互作用

基于行人动力学模型,研究了人-桥竖向动力相互作用。行人动力学模型采用以行人步频和体重表示的刚度-质量-阻尼(SMD)模型,人行桥假定为Euler-Bernoulli梁模型,建立人-桥竖向动力相互作用控制方程。采用状态空间法进行非比例阻尼系统瞬时模态的求解,得到系统的时变频率和阻尼比;利用变步长四阶五级Runge-Kutta-Felhberg算法求解时变控制方程,对比分析考虑人-桥竖向动力相互作用和只在人行荷载作用下人行桥的动力响应。结果表明:考虑人-桥动力相互作用,人行桥自振频率略有降低,阻尼有显著增大;当行人以人行桥的频率行走时,考虑人-桥竖向动力相互作用结构的动力响应比不考虑人-桥相互作用显著降低。     

基于实测数据的单自由度行人生物力学模型

为研究低频轻质梁板结构上行人-结构的相互作用,将人体等效为一个具有移动质量-阻尼-刚度(MMCK)的单自由度生物动力学力学模型,并依此建立其动力方程.首先,基于实测的大量数据采用最小二乘法求解耦合系统等效的非线性方程组得到生物力学模型中的质量、阻尼、刚度等输出参数.然后,通过统计分析其分布规律,对三个输出参数进行二次交叉乘积项拟合得到各参数与行人步频以及行人质量的回归关系式公式,建立单自由度生物力学模型.对回归的参数表达式与试验求解的参数进行对比分析,验证了该回归参数模型的合理性.     

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.