大跨度候车厅模态参数识别及人致振动模拟分析

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:muyechunqiu
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摘要:楼板作为结构受力和传力的主要载体之一,其静动力性能将直接影响结构的正常使用功能。大跨度候车厅楼板的主要功能在于承接进站、出站以及等候人群,而基于“房桥合一”理念的现代化大型车站的结构体系中常采用的轻质高强的材料会使候车厅楼板具有跨度大、质量轻、阻尼小、自振频率偏低等特点。因此对大跨度楼板人致振动模拟分析的研究具有重要的理论意义和工程应用价值。本文将从结构模态参数识别、人群荷载模型建立和大跨度楼板在紧急疏散工况下的动力分析这三个方面开展研究工作,主要内容如下:1)本文首先对北京南站二层候车厅在春运期间最不利运营条件下的结构楼板进行了振动测试,得到了结构不同测点处的加速度数据,提取滤波后的结构振动加速度数据,分别利用复指数法、STD法、随机子空间法(SSI)识别结构频率、阻尼,确定北京南站大跨度候车厅的基本模态参数,分析结构动力特性,同时讨论这三种方法对大跨度候车厅楼板的模态参数识别的有效性以及适用性。依据上述模态分析结果,选择修正楼板质量的方法对有限元模型进行修正,确定质量修正参数。2)在精细化人群荷载模型的基础上,基于理想数学模型条件设定假设和等效荷载模型,本文简化了随机概率分布人群荷载模型,并根据Venuti和Bruno在交通学领域的研究成果,将随机概率分布人群荷载模型、等效荷载模型与人流集度理论结合起来,生成了一种新型的对于结构上人群出现特征具有一定的预测性的人群集度荷载模型。通过对比分析大跨度候车厅楼板在三种人群荷载模型作用下的结构振动响应情况,确定各荷载模型的适用范围并分析各自优缺点。3)概括和预测北京南站候车厅在实际运营状况下行人的可能疏散路线,结合人群疏散的交通运输学仿真结果和实际列车编组建立行人到达模型,根据人群行为特征确定四种紧急疏散荷载工况,从三种人群荷载模型中选择符合条件的人群荷载模型,分析结构在紧急疏散情况下的动力响应,评价结构的舒适性、安全性,对结构的改进提出建议。
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