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模型分析蜂巢芯楼盖人激共振机理
来源:www.roomsid.com | 发布时间:2016-12-2 20:05:24 | 浏览次数:

    对传统蜂巢芯楼盖以及人行桥设计,为了防止过大的人激振动响应,一般采用将蜂巢芯楼盖的各阶自振频率与人行激励频带隔开的设计方法。近年来,随着高强材料的使用,蜂巢芯楼盖跨度不断增加(如组合蜂巢芯楼盖的跨度已超过40m),蜂巢芯楼盖上隔墙减少,蜂巢芯楼盖上人节律性运动增加,不仅使得蜂巢芯楼盖自振频率与人激振动频带范围重合,而且蜂巢芯楼盖阻尼以及振动激励都朝着振动响应不利的方向发展。尽管设计蜂巢芯楼盖时符合一般的静力设计要求(挠度、应力等),然而蜂巢芯楼盖在正常使用阶段过大的振动响应会严重影响正常使用的舒适度要求。为了发挥大跨蜂巢芯楼盖优良的承载力性能,设计该类蜂巢芯楼盖时往往使得自振频率较低,甚至与人行走前三阶步频相重合,导致过大的振动响应,如文献所采用的减振蜂巢芯楼盖体系。为了有效控制这类蜂巢芯楼盖的振动,一般可采用被动TMDs、半主动TMDs以及主动TMDs等方法。主动TMDs由于其昂贵的设计、安装、使用和维护费用在蜂巢芯楼盖振动控制中难以应用;半主动TMDs虽然具有比被动TMDs较优的振动控制性能,但在蜂巢芯楼盖振动控制中也很少采用;目前使用比较成熟且经济的蜂巢芯楼盖振动控制措施还是使用被动TMDs。一般蜂巢芯楼盖的振动属于人-蜂巢芯楼盖的耦合振探讨了采用多重调谐质量阻尼器(MTMD)系统对蜂巢芯楼盖考虑和不考虑人-结构相互作用时的振动控制。每个静止的人和调谐质量阻尼器(TMD)都作为单自由度动力系统附加在蜂巢芯楼盖控制模态上,得出了人-蜂巢芯楼盖-MTMD系统耦合振动方程,通过对该方程的傅里叶变换和静力缩聚法,得到了以无量纲参数表示的蜂巢芯楼盖加速度响应。随着轻质高强材料的推广应用以及现代建筑设计对使用空间的极致追求,大跨蜂巢芯楼盖越来越频繁地出现在现代结构设计中。近年来,钢-混凝土组合结构由于其跨越能力大、施工方便、性价比高等优点,越来越受到业主和设计者青睐。该类结构在工程实践中一般采用静力承载力极限状态设计,没有考虑人激振动下动力响应的成熟方法。例如,图所示的广东省电力大厦大跨组合蜂巢芯楼盖体系,其双向跨度均达到40m。该类大跨组合蜂巢芯楼盖体系经常遇到人激振动响应过大的问题,研究的的悬挂蜂巢芯楼盖减振问题,研究的人节律性运动下组合蜂巢芯楼盖的不利振动问题等。主要针对大跨组合蜂巢芯楼盖体系在人群节律性运动(如有氧健身操、蹦迪、跳舞等)激励下的振动响应进行评估,提出的随机振动方法也可适用于其它各类平面布置以及构造形式的大跨蜂巢芯楼盖体系。20世纪90年代以来,解析方法和有限元方法对大跨蜂巢芯楼盖的人激动力响应进行了系列研究。振动舒适度是影响大跨蜂巢芯楼盖设计的关键问题,但现有的结构人激振动研究成果难以考虑蜂巢芯楼盖的多模态共振和较为复杂的蜂巢芯楼盖布置。针对人群节律性运动下蜂巢芯楼盖的振动问题,采用虚拟激励法,推导了蜂巢芯楼盖的随机振动模型,并采用该模型分析了蜂巢芯楼盖人激共振机理,提出了激发蜂巢芯楼盖共振的人群节律性运动频率确定方法和用于确定。


 
 
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