大跨度升降舞台的动力分析及其舒适度评价

摘要

舞者产生的荷载属于动力荷载，并伴随着音乐节拍形成有节奏的动力荷载，曾经某人行桥因军队齐步过桥时发生谐振导致振动过大而关闭。虽然有节奏的舞步产生的荷载没有军队齐步过桥的大，但对舞台的振动影响也是不应该忽略的，尤其对大跨度舞台。振动幅度过大将给表演者带来不良的心理反应，严重情况下还会影响表演者的发挥。近年来，一些人行天桥发生了由行人激励引起的大幅度振动，严重影响到桥上行人行走的舒适性甚至危及结构的安全性。人行天桥人致振动问题已经受到包括结构工程、桥梁工程等在内的多学科的关注。通过研究，各国对人行桥、楼板的振动都有相关的动力分析和舒适度指标规范，一些国内外规范指出，将人行桥、楼板等的竖向振动峰值加速度控制在要求的范围内，就可基本认为该环境下工作或生活人群的舒适度可以得到保证。但对于大跨度舞台的人致振动却没有相关的研究，因此本文通过对大跨度舞台结构进行竖向动力分析。由于舞台和桥梁具有一定的相似性，均可以近似简化为简支梁，都为大跨度结构，且人群竖向同步荷载为人行桥荷载的一类，所以可以借鉴人行天桥舒适度的评价指标对舞台的使用性进行评价，并通过控制舒适度来对单层舞台进行设计。
　　 本研究主要内容包括：⑴采用瑞典规范对傅立叶级数模型的简化公式对舞台进行竖向动力分析，借鉴桥梁的舒适度评价方法，通过对比分析选取合理的一种方法，对大跨度单层舞台的舒适度进行评价，认为当表演人数控制在一定范围内时，舒适度都能得到保证。⑵通过竖向同步人群荷载作用下的动力分析，得到这种动力情况下单层舞台杆件应力、竖向变形均满足设计要求。通过应力、竖向挠度的对比，得出静力分析的杆件所受应力和挠度是动力分析的3倍多，证明单层舞台设计时按静力等效动力荷载是比较安全的。⑶由于在设计舞台时，是乘以系数将动力等效为静力问题来考虑的。最初设计时的系数是由经验确定的。本文通过静力设计要求和动力响应分析，以舒适度来控制设计单层舞台，得出合理的系数范围。⑷在双层舞台的不同表演模式下对其舒适度进行评价，具体的评价结果给实际表演情况和密度提供了参考。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本课题研究的目的、方法和内容

1.3.1 研究目的

1.3.2 研究内容

第2章 人行荷载及舒适度评价的基本理论

2.1 人行天桥结构结构动力学基础

2.2 人行荷载模型

2.2.1 傅立叶级数模型

2.2.2 冲量模型

2.2.3 自激力模型

2.2.4 随机模型

2.2.5 人群过桥模型

2.3 舒适度评价指标

2.3.1 各国舒适度评价指标

2.3.2 不同规范行人荷载标准及舒适性指标比较

第3章 单层舞台的动力分析及舒适度评价

3.1 单层舞台静力设计模型及杆件截面

3.2 单层舞台的自振特性分析

3.3 单层舞台的动力响应分析

3.3.1 荷载模型、工况及参数选择

3.3.2 单层舞台振动时程分析结果

3.4 单层舞台舞者的舒适度评价

3.5 利用舒适度来控制单层舞台设计

3.6 本章小结

第4章 双层舞台的动力分析及舒适度评价

4.1 双层舞台静力设计模型及杆件截面

4.2 双层舞台的动力分析

4.3 双层舞台舞者的舒适度评价

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

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