人行激励下大跨度楼板振动舒适度研究

摘要

随着越来越多大型公共建筑的建设，大跨楼盖结构越来越多，其舒适度在结构设计中也越来越得到重视。本文以太原市美术馆为工程背景，在设计过程中对大跨度楼板在人行作用下的振动舒适度加以分析及控制，并对影响楼板振动舒适度的因素进行了深入分析。
　　 在查阅国内外文献资料的基础上，对重要的振动舒适度评价标准和国外重要的规范做了简要介绍，比较不同标准的优缺点，提出了适合本文进行舒适度评价的标准，为舒适度的评价提供理论背景。
　　 综合文献资料对人致振动计算理论进行了阐述，结合两种人行激振理论，给出了本文所用的考虑单人行走、跳跃的强迫共振模型及考虑人群活动随机性的随机振动模型。
　　 针对太原市美术馆工程中的大跨度楼板进行舒适度分析设计。对结构进行动力特性分析，结果表明结构的局部竖向振动的振型密集，且频率低，接近或达到了人行的共振频率；对大跨度楼板进行了人行激励下振动的理论计算，及单人行走、单人跳跃、人群随机行走作用下的时程计算，得出楼板的极值振动加速度；最后根据所选用的舒适度评价标准，对分析结果对进行舒适度评价，发现部分楼板的舒适度不能满足要求。
　　 对影响楼板振动舒适度的因素进行分析。从结构的刚度、质量、阻尼、有效活荷载、边界支承等方面出发，分析不同因素对楼板振动舒适度影响程度及规律，为设计中对舒适度的控制方法提供参考方向。对不满足舒适度要求的楼板，尝试并比较了不同的改善方法，综合可行性、经济性和施工方便等方面的考虑，通过调整结构布置来增大楼盖刚度是最有效的措施。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.2.1 人行激振力的研究现状

1.2.2 楼板振动舒适度研究现状

1.3 研究背景及研究内容

1.3.1 工程概况

1.3.2 本文的主要工作

第二章 楼板振动舒适度计算理论

2.1 楼板振动舒适度的评价标准

2.1.1 Reiher和Meister准则及Lenzen标准

2.1.2 基于指标K的德国标准

2.1.3 国际标准ISO 2631

2.1.4 英国标准BS 6472(1992)

2.1.5 加拿大CSA标准

2.1.6 AISC 11和ATC设计指南

2.1.7 中国标准(GB 10070-88)

2.1.8 本文采用的舒适度标准

2.2 强迫振动理论

2.2.1 单人荷载作用

2.2.2 人群荷载作用

2.3 人行激振力的确定

2.3.1 实测落足模型

2.3.2 人行激振力数学模型

2.3.3 本文所采用的人行激振力模型

2.4 小结

第三章 楼板振动舒适度分析

3.1 楼板振动的理论计算

3.1.1 楼盖结构自振频率

3.1.2 楼盖体系阻抗重量

3.1.3 楼板振动舒适度计算

3.2 楼板振动舒适度的时程分析

3.2.1 结构计算模型

3.2.2 模态分析

3.2.3 单人行走激励下的舒适度分析

3.2.4 跳跃作用下的舒适度分析

3.2.5 人群激励下的舒适度分析

3.3 小结

第四章 楼板舒适度的控制因素

4.1 阻尼比的影响

4.2 刚度的影响

4.2.1 增加梁的刚度

4.2.2 楼板厚度改变

4.3 有效活荷载的影响

4.4 改变楼板的支承刚度

4.5 舒适度改善措施

4.6 小结

第五章 结论与展望

5.1 全文总结

5.2 研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文