单人三向连续步行荷载相关性及建模研究

大跨度轻柔结构在步行荷载作用下容易出现振动舒适度问题,研究步行荷载的特性并建立合理的荷载模型是准确预测人致结构振动的前提。首先收集了刚性表面上单人三向连续步行荷载的实测时程数据,相关分析表明步行荷载三向分量之间的相关性较弱。据此,在周期性假定的基础上分别建立了步行荷载三个方向上的傅里叶级数模型,由实测数据统计分析获得了模型参数与步行频率、步行速度间的函数关系。与各单向上的已有荷载模型的对比表明,不同模型间表现出一定的差异,建议模型可供工程结构人致振动分析参考使用。

三向步行荷载作用下钢螺旋楼梯动力响应分析与简化计算方法

钢螺旋楼梯因造型轻盈,集建筑美与结构美于一身而广泛地应用于现代建筑中,但由于其自振频率较低,行人步行荷载下可能会产生振动舒适度问题而影响使用。当前对螺旋楼梯的人致振动响应计算中,往往只考虑步行荷载的竖向分量,未明确是否应考虑步行荷载多分量的耦合效应。针对一实际钢螺旋楼梯,采用数值模拟方法,对三向加载与单向加载工况下的楼梯动力响应进行了对比。结果表明,在三向耦合作用下钢螺旋楼梯单向峰值加速度增大10%左右、总体变化幅度在5%左右,实际设计中可采用步行荷载单分量加载计算响应再乘以放大系数的方式考虑三向耦合效应。在此基础上进一步验证了已有的直线型楼梯竖向加速度简化预测方法,表明在一阶模态控制的情况下,该方法可直接用于螺旋楼梯。