【摘 要】
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随着我国社会经济的迅速发展,城市化建设进程也日益加快。伴随着现代新型高强建筑材料的应用以及城市美学的要求,城市人行桥日渐朝着轻质、大跨、低阻尼方向发展,导致许多人行桥的一阶竖向自振频率偏低,以至落入行人步行频率的敏感范围内,产生人行桥过度振动问题。结构过度振动会引起行人行走不适,甚至影响结构安全性,因此研究行人荷载下人行桥的振动以及振动控制问题尤为重要且具有现实意义。本文基于无线加速度传感器对步行
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随着我国社会经济的迅速发展,城市化建设进程也日益加快。伴随着现代新型高强建筑材料的应用以及城市美学的要求,城市人行桥日渐朝着轻质、大跨、低阻尼方向发展,导致许多人行桥的一阶竖向自振频率偏低,以至落入行人步行频率的敏感范围内,产生人行桥过度振动问题。结构过度振动会引起行人行走不适,甚至影响结构安全性,因此研究行人荷载下人行桥的振动以及振动控制问题尤为重要且具有现实意义。本文基于无线加速度传感器对步行荷载展开测试,推导了人群自由行走的等效行人数计算公式,并采用试验与数值模拟相结合的方式,以具体的钢桁架人行桥为载体,分析了行人荷载作用下人行桥的竖向响应,并采用TMD(Tuned Mass Damper)进行减振控制分析,主要完成的工作如下:(1)采用三轴无线加速度传感器对多名测试者在不同步频下的步行力进行测试,并考虑了行人固定步频与自由行走、跑步以及多人同步等多工况。通过对比不同工况下步行力大小情况,分析了人体不同的特征参数对步行力的影响,并找出了其中的规律性。(2)基于强迫振动理论多人移动荷载作用下人行桥竖向振动响应,结合拉丁超立方抽样给出了人群自由行走时的等效行人数计算方法。以两座不同基频的人行桥为例,分析了单人共振及多人自由过桥时人行桥的竖向振动响应,计算了人群自由行走的等效行人数,拟合了等效行人数计算公式,并与前人的研究结果相比较,验证其正确性。(3)采用现场试验与有限元模拟相结合的方法对某钢桁架人行天桥的人致竖向响应问题进行研究。通过有限元软件ABAQUS建立全桥的实体模型分析其动力特性,同时利用Fortran软件对行人荷载进行编程,并与有限元软件关联计算行人荷载下人行桥振动响应,将有限元模拟得到的结果与试验得到数据进行比较,验证了有限元模拟正确性和精度。(4)引入TMD振动控制技术对本文中的两座不同基频的人行桥进行减振控制,并通过理论计算了加装TMD系统后的人行桥在不同行人工况下的竖向振动响应,对TMD系统的性能进行具体评估,验证了减振效果。
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