竖向行人-结构相互作用中的行人MD及SMD模型参数识别

摘要

大跨轻柔结构易出现行人荷载下的振动舒适度问题,行人与结构的相互作用是准确预测人致结构振动的关键难题之一.通过一低频人行桥的小组行人试验,研究了两种竖向人-结相互作用模型的参数及其适用性问题.首先由试验获得空桥和有行人时的系统频响函数.随后,将行人的质量-阻尼器(Mass-Damper,MD)模型和本文建议的弹簧-质量-阻尼器(Spring-Mass-Damper,SMD)模型,分别与结构耦合并推导耦合系统的频响函数理论表达式,再拟合实测值识别MD和SMD模型的参数.结果表明:试验条件下行人对结构质量贡献约为体重的40％,阻尼贡献为1400 kg/s.行人SMD模型的自振频率约为1.9 Hz,阻尼比约30％.行人SMD模型参数尚无其他文献报道,与不同姿态静止人体的SMD参数的对比说明了结果的合理性.最后,利用数值模拟解释了MD模型的局限性,建议采用SMD模型模拟竖向行人-结构相互作用.