人行激励下压型钢板-混凝土组合楼盖舒适度分析

为研究人行激励下大跨度楼盖结构的舒适度问题,对目前比较流行的压型钢板-混凝土组合楼盖体系进行有限元建模,在此基础上进行瞬态振动的分析,将得到的结果与美国规范AISC-11的计算结果和标准进行对比。结果表明:AISC-11计算方法对人行激励的简化并不合理,造成峰值加速度与实际误差较大,偏于不舒适;人行激励模型考虑了多阶简谐激励的作用和人行激励作用位置的变化以及人与楼盖相互作用的过程,更贴近实际。

某客运专线新站楼盖天桥人行激励下的振动舒适度计算

采用三维有限元法,对某客运专线新站站房人行天桥进行人行荷载激励作用下的振动时程响应分析,得到该人行天桥的自振特性以及横竖向加速度和位移响应。与已有的国内外规范和传统的桥梁振动舒适度评价标准进行对比分析,对该天桥在随机人行荷载激励作用下的行走舒适度进行评估。

某钢箱梁人行天桥承载能力与舒适度评估

为了研究钢箱梁人行天桥的承载能力、动力特性及振动舒适度情况,评定桥梁的性能状态和使用功能,为桥梁竣工验收提供技术依据,同时为桥梁科学管理和提高养护水平积累技术资料,建立和健全完备的桥梁技术档案。采用现场加载试验和人行激励试验的方法及有限元数值模拟,基于静载试验测试桥梁的应力和挠度,结合动载试验,通过对桥梁进行模态分析,得到桥梁自振频率、阻尼比等参数测定桥梁的自振特性,并且进行现场人行激励试验,分别采用规避敏感频率法和限制动力响应值法,评价结构舒适度。将现场试验实测值与有限元计算理论值对比得出结论,荷载试验测试数据表明,结构承载能力和整体刚度均满足设计和使用要求,可以按照设计人群荷载正常使用。天桥上部结构竖向基频及竖向加速度峰值满足相关规范对结构舒适度的要求。

基于人行激励下的大跨度楼板竖向舒适度分析

大跨度、长悬臂等公共建筑结构往往采用高强、轻质的钢结构或钢与混凝土组合结构,其结构动力特性之一是结构竖向自振频率低、阻尼小。如果设计不当,则人在行走或运动过程中出现较大的振动,尤其是当结构自振频率接近人的行走频率时产生楼面共振,引起人体的不适反应。

人行激励荷载作用下大跨度钢结构连廊舒适度分析

考虑某大跨度钢结构连廊因设计变更,将结构双层桁架改为单层桁架结构,在满足其静力及其挠度等设计要求的前提下,对其分别进行人行荷载激励下的舒适度进行分析,运用有限元软件进行模态分析得到各结构的周期和自振频率,对比各国舒适度的评价要求,进行不同荷载工况下加速度峰值分析。结果显示,单层桁架的自振频率小于3.0Hz,双层桁架结构大于3Hz,但二者在激励荷载下的加速度峰值差距较小,当行人密度较大时,不满足加速度限值要求,需要设置TMD对结构进行减振控制。

广州白云站高架层组合楼盖人致振动及车致振动舒适度研究

广州白云站铁路站房高架候车层采用钢-混凝土组合楼盖结构体系,最大跨度为28.5m。针对其振动舒适度问题,通过数值模拟研究高架层人行激励和承轨层列车激励下结构的动力时程响应。人致振动研究考虑了多种行走激励,对结构施加固定单人步行、移动单人步行、随机多人步行和固定多人步行等工况,分析其振动舒适度。车致振动研究采用一种简化的列车荷载模型模拟列车激励,研究了列车行驶速度、行驶位置以及列车激励同人行激励耦合对高架层楼盖振动响应的影响。数值模拟结果表明:随机多人步行方法和考虑荷载折减的固定多人步行方法较适合模拟实际人群荷载;列车激励对高架层组合楼盖峰值加速度的影响不可忽略,应通过整体分析进行考虑;各人行激励工况以及列车激励同人行激励耦合工况下的结构振动舒适度均满足规范要求。

人行荷载激励下螺旋吊拉景观坡道舒适度及减振分析

为解决螺旋吊拉景观坡道因结构共振引起的振幅过大问题,本文通过有限元软件对其进行模态分析,判别其对人行荷载激励下的敏感模态阶数,制定了在螺旋吊拉景观坡道各竖向模态频率最大振幅处设置调谐质量阻尼器(TMD)的减振方案,并分析比较结构加TMD前后在7种人行荷载激励下的结构加速度响应。研究表明:螺旋景观坡道前10阶模态中仅1、8、9和10阶的自振频率不处在行人的竖向步频(1.6~3.2Hz)范围内,其余模态处于人行动荷载的敏感频率范围内,极易产生人桥共振;螺旋吊拉景观坡道设置TMD减振后,所有各人行荷载激励下最大振幅部位的最大加速度峰值均小于0.5m/s^(2)的限值要求,表明该减振方案能够可以有效抑制结构在人行荷载激励下的振动,满足使用性能要求,提高舒适性。

行走激励下大跨度空腹夹层板结构振动舒适度分析

随着大跨结构的发展,舒适度已成为评价楼盖结构性能的重要指标。针对大跨度空腹夹层板楼盖,考虑行走路线和步行频率影响进行了振动响应计算。分析表明,空腹夹层板的自振特性类似于实心平板,低阶振型主要表现为竖向振动;采用行走路线法评价楼盖舒适度时,应根据实际情况采用较长的路线并使其通过低阶振型中心;定点激励法计算的峰值加速度要低于通过低阶振型中心行走路线的计算结果,据此评价楼盖舒适度是有局限性的;楼盖上不同感受点的加速度响应峰值是不同的,较大的加速度响应峰值只出现在低阶振型中心周围。

三星堆古蜀文化遗址博物馆大型螺旋坡道结构减震设计与舒适度分析

三星堆古蜀文化遗址博物馆中庭的螺旋坡道采用钢箱梁结构体系,其最大半径为28.7m,水平投影长度为118.5m,宽度为4.5~14.5m。介绍了螺旋坡道结构减震(振)设计过程,通过设置黏滞阻尼器和调谐质量阻尼器减小坡道在地震作用和人行激励作用下的结构响应,采用MIDAS Gen和ANSYS软件建立多尺度整体模型考虑螺旋坡道和主体结构的相互作用,进行了地震作用时程分析和人行激励舒适度分析。结果表明,各水准地震下黏滞阻尼器对螺旋坡道水平加速度减震效率约为45%~50%,水平位移的减震效率约为55%~70%。设置调谐质量阻尼器对螺旋坡道竖向振动加速度减振效率约为55%~60%,有效减小了坡道在人行激励作用下的结构响应。

深圳某文体中心楼盖舒适度分析

深圳某文体中心楼盖采用钢梁+压型钢板混凝土组合楼盖,由于楼盖跨度大,楼盖刚度较弱,在人行荷载激励作用下,可能存在楼盖舒适度不满足使用要求的问题,针对上述问题,建立有限元模型,对楼盖舒适度进行计算分析,通过动力时程分析方法得到结构的加速度响应,并采用ATC的峰值加速度评价标准对结构楼盖的舒适度进行评价,计算结果表明:大跨度及大悬挑楼盖刚度较弱,有必要对楼盖振动加速度进行计算分析,以确保楼盖舒适度满足设计要求;结合建筑使用功能,对大跨度钢结构楼盖进行人群随机行走激励、跑步激励、跳跃激励及同步起立4种工况分析,得出看台同步起立工况为楼板舒适度的控制工况,其次为人群随机行走工况,各工况下楼盖舒适度满足要求;选取的典型大跨度、大悬挑楼盖第一竖向自振频率均小于3 Hz,但楼盖均具有良好的舒适度,建议规范对大跨、大悬挑的第一竖向自振频率进行适当的放宽。

人行荷载下大跨度空心楼盖舒适度分析

现浇钢筋混凝土空心楼盖作为一种新型楼盖形式,在使用功能、结构性能、经济性能等方面融合了诸多优势,成为我国建筑结构领域的一项重大技术创新。本文对人行荷载下空心楼盖的舒适度问题进行研究,结合各国舒适度评定准则,对人行激励振动响应下的舒适度给出合理的预测和建议,通过本文的数值模拟,其结果与规范的限定值对比,表明空心楼盖有较好的舒适度。

钢结构人行天桥舒适度设计及其控制研究

钢结构天桥是宽度为6～12 m、跨度在27～40 m之间的钢桁架结构体系，通常采用封闭式外围护系统。根据《城市人行天桥与人行地道技术规范》，人行天桥竖向自振频率需＞3 Hz，以满足舒适度的要求，已成为钢结构人行天桥的主要设计控制因素。通过弹性时程分析得出的激励荷载、桥面系的质量比、结构动力时程响应的对应关系，分析了满足舒适度要求的最小桥面系质量，并以此作为结构舒适度设计的补充控制指标。

人行荷载下楼板舒适度分析与对比

文中通过对12m×12m柱网的单向次梁组合楼盖进行舒适度分析,采用不同有限元软件对舒适度指标:第一阶竖向自振频率和竖向振动峰值加速度进行分析,与规范公式算法进行对比。结果表明峰值加速度公式计算结果与人行激励有限元分析结果基本一致,由于峰值加速度计算公式中参与振动的楼盖有效重量计算较复杂,对于平面布置复杂的楼盖建议采用有限元分析方法。通过实际算例分析对比,为类似项目的舒适度分析提供有益思考。

环形多跨连续钢结构人行栈桥振动舒适度分析

某环形多跨连续钢结构人行栈桥,桥面悬挑较大,竖向自振频率较低。为了验算其舒适度是否满足规范要求,本文采用动力弹性时程分析方法对人行栈桥竖向自振频率较低的两个区域及自振频率较高的一个区域施加行走荷载、天桥人群均布荷载以及跑动冲击荷载等18种荷载工况进行计算。结果表明,栈桥的人致舒适度满足规范要求。通过分析发现,其加速度响应与结构竖向自振频率、荷载函数、加载位置、参考点密切相关,计算分析时应充分考虑各种工况,选取包络值进行设计。

人行景观斜拉桥舒适度研究

桥梁舒适度是人行天桥设计需要考虑的重要因素之一。对于人行斜拉桥等大跨径轻柔结构,采用现行规范推荐的频率调整法,其设计合理性不足,限制了人行桥的建设发展。对比国内外规范,认为采用限制动力响应值法分析行人步行舒适度更符合工程实际情况。参考德国人行桥规范EN03-2007,对某主跨88 m人行景观斜拉桥进行舒适度分析。结果表明,虽然该桥竖向自振频率<3 Hz,但在人流量小于0.85人/m^(2)时,行人舒适度优良,在0.85~1.5人/m^(2)时;处于中等舒适状态,满足人行桥的设计需求。

某钢结构人行桥舒适度对比研究

钢结构人行桥是重要的市政设施之一,除了验算材料自身的强度和变形指标外,还应考虑舒适度问题。通过选取特定的结构振型与人行激励作用模型,利用MidasGEN对比两种不同结构截面的舒适度指标,并对结构舒适度性能进行评价。结果表明,与H型钢梁截面相比,箱型钢梁截面行走舒适度更好。连接方式、构件截面形式产生的差异,是两者产生舒适度评价差异的主要原因。

钢筋桁架混凝土楼板人致振动舒适度分析

采用电动式激振器对钢筋桁架混凝土楼板进行简谐激振试验,以确定楼板在不同幅值不同频率简谐激励下的振动响应。利用ANSYS对试件进行建模分析,并与试验结果对比,验证有限元方法对钢筋桁架混凝土楼板进行动力分析的可行性。建立了人致激励下钢筋桁架混凝土双向板动力分析模型,分析了底部钢板、板厚(桁架高度)对楼板振动性能及舒适度的影响,并与同等规格的开口型压型钢板-混凝土组合楼板进行对比分析。结果表明:同等条件下,钢筋桁架混凝土楼板的基频较开口型组合楼板更高,在楼板中央施加人行激励时,钢筋桁架混凝土楼板振动加速度峰值比开口型组合楼板平均减小65.65%;拆除钢筋桁架楼承板的底部钢板后,钢筋桁架混凝土楼板的基频平均降低约4.37%,加速度峰值平均增加了约19.76%;且底部钢板厚度一定程度上影响了楼板的振动舒适度;楼板厚度的增加能显著提升钢筋桁架混凝土楼板和开口型压型钢板-混凝土组合楼板的振动舒适度。

某复杂长悬挑结构振动舒适度分析

对国内外规范中关于振动舒适度的评价指标和相应限值进行较为系统的总结,并对其进行对比和评价。在现有的人行激励荷载特性和主要荷载模式的基础上,利用MIDAS/GEN软件对某一复杂长悬挑结构的长悬挑处廊道进行舒适度分析,利用国内外已有的频率、加速度评价指标对结构的舒适度进行评价,对类似结构的振动舒适度分析有一定的参考价值。

大跨度及长悬挑钢结构人致振动舒适度与TMD减振控制分析

大跨度与长悬挑钢结构中的振动一直是需要控制的关键问题,当外荷载的激励频率与结构的自振频率接近时容易共振引发振动舒适度问题。本文基于钢结构中大跨度(最大跨度39m)与长悬挑(最长悬挑12.4m)两类复杂性共存的特征,采用有限元软件,以模态分析方法对整体钢结构的振型与频率展开分析;以时程分析方法对人行激励下大跨度及长悬挑部分振动加速度进行仿真;结合振动舒适度控制标准对钢结构的振动舒适度进行评价;基于调谐质量阻尼器(TMD)系统的减振优势,采用TMD对结构进行振动控制并进行响应分析。结果表明,未采用TMD的钢结构的竖向振动为大跨度与长悬挑部分的局部振动,且竖向振动频率小于3Hz,加速度峰值响应超越振动标准限值;选择具有合理的参数TMD系统对振动舒适度进行控制,频率能满足3Hz的要求,且加速度响应满足15cm/s^(2)的要求,相比于未采取振动控制措施的结构,加速度响应大幅减小,对大跨度、长悬挑结构的振动舒适度控制的工程实践具有重要的参考意义。

某剧院大跨楼盖竖向振动舒适度分析

剧院建筑通常跨度较大,隔墙较少而人员活动较为集中,使其更易发生结构共振,竖向振动舒适度问题尤为显著。以遵义市某剧院大跨度钢结构楼盖为实例,从楼盖竖向振动舒适度的概念、评价标准及计算方法等方面进行论述,并采用三维有限元分析软件对其进行了人行荷载激励下的竖向振动舒适度分析和评估。