行走作用下结构振动的响应谱分析方法及人群作用分析

摘要

随着现代工程结构向轻、柔的方向发展,人为活动作用下的结构振动问题日益受到人们的关注.一些结构物在刚建成不久就因为过量的振动不得不停止使用,因此研究人为活动作用下的结构振动问题是很有必要的.本文从结构工程的角度结合人机工程对这个问题进行了研究.本文先概述了结构在人为活动作用下的振动问题的研究现状和本研究所采用的计算分析方法.然后采用三条典型实测的落足曲线根据Ellingwood方法构造激励函数,对简支、多跨和H型等几种形式不同的结构进行了大量的计算分析,并根据计算结果,构造了最大加速度响应谱和均方根加速度响应谱.在分析了响应谱对跨度、阻尼比、结构形式等因素的敏感性后,给出了参考响应谱、响应谱包络线和修正系数.在此基础上,提出了人行走作用下结构振动的响应谱计算方法.该方法建立在大量时程分析结果的统计、回归分析基础上,具有一般性,可以方便地计算行走作用下结构振动的最大加速度和均方根加速度,从而通过计算出来的响应值进行结构的振动舒适度验算.多人作用下的结构振动问题在现有的研究中还很少涉及,但实际中的结构往往是受到多人同时作用的.本文结合蒙特卡罗方法研究了人群作用下的结构振动响应.对每一种情况都进行了20000次的模拟计算,得到了大量的振动响应样本.在对样本进行统计分析后,认为响应样本是近似的符合正态分布的.比较了人数不同的人群作用下,结构的响应均值和5％超越概率下的响应值,认为结构振动响应随人数增多会有增大,从而进一步回归分析出了响应增大倍数与人数之间的函数关系.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1研究的背景和意义

1.2国内外的研究状况

1.3本文工作的概述

第二章简支结构的加速度响应谱方法

2.1概述

2.2荷载模型

2.3基本方程与计算方法

2.4 ISO频率计权方法

2.5Sjrms(f)曲线及其参数敏感性

2.6简支结构的均方根加速度响应谱法

2.7简支结构的最大加速度响应谱法

2.8算例

2.9小结

第三章多跨结构的加速度响应谱

3.1概述

3.2多跨结构的Sjacce(f)曲线及其参数敏感性

3.3多跨结构的最大加速度响应谱计算方法

3.4多跨结构的均方根加速度响应谱计算方法

3.5小结

第四章H型结构的加速度响应谱

4.1概述

4.2 H型结构的Sjacce(f)曲线及其参数敏感性

4.3 H型结构的最大加速度响应谱计算方法

4.4 H型结构的均方根加速度响应谱计算方法

4.5小结

第五章基于蒙特卡罗方法的多人作用结构振动分析

5.1概述

5.2多人作用振动的蒙特卡罗(MONTE-CARLO)方法模拟

5.3多人作用下的结构振动响应分析

5.4小结

第六章结论与展望

6.1本文的研究成果

6.2研究展望

参考文献

致谢