人行桥的人致振动理论与动力设计 被引量：84

1

作者 陈政清 刘光栋 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2009年第A02期148-159,共12页

随着人行桥跨度的不断增大、新型轻质高强材料的日益运用以及对桥梁美学和城市景观的追求,人行桥的基频不断降低,其振动及带来的行走舒适性问题也相继日益突出。自英国千禧桥关闭事件以来,国内外学者对人行桥的人致振动尤其是横向振动... 随着人行桥跨度的不断增大、新型轻质高强材料的日益运用以及对桥梁美学和城市景观的追求,人行桥的基频不断降低,其振动及带来的行走舒适性问题也相继日益突出。自英国千禧桥关闭事件以来,国内外学者对人行桥的人致振动尤其是横向振动进行了大量的研究。该文介绍了人行桥的人致振动理论及动力设计方法,重点阐述了人行桥大幅横向振动分析的主要理论:直接共振理论、人桥相互作用理论及参数共振理论。最后以国内某曲线人行斜拉桥为例,展示了人行桥的动力设计全过程。 展开更多

关键词 人行桥 步行荷载 人致振动 动力设计 减振设计

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人行桥的TMD减振优化设计研究 被引量：32

2

作者 樊健生 陈宇 聂建国 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期133-140,156,共9页

振动舒适度是设计大跨轻质人行桥时需要解决的关键问题之一。采用调谐质量阻尼器(TMD),可以有效降低桥梁在行人激励下的振动反应。该文基于分布参数法,提出了单跨和多跨人行桥采用STMD及MTMD减振系统的动力反应通用时程计算方法。在此... 振动舒适度是设计大跨轻质人行桥时需要解决的关键问题之一。采用调谐质量阻尼器(TMD),可以有效降低桥梁在行人激励下的振动反应。该文基于分布参数法,提出了单跨和多跨人行桥采用STMD及MTMD减振系统的动力反应通用时程计算方法。在此基础上,以均方根加速度作为衡量标准,研究了单跨和多跨梁式人行桥-TMD系统中TMD布置位置、系统最优频率比与最优阻尼比的优化取值和减振效果等问题,提出了相应的设计建议,并通过数值算例进行了验证。 展开更多

关键词 人行桥 步行荷载 均方根加速度 动力反应 TMD

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大跨度楼盖步行荷载作用的加速度反应谱研究 被引量：10

3

作者 徐若天 陈隽 +1 位作者 叶艇 彭怡欣 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期133-140,共8页

基于61人次2 204条实测的步行荷载曲线,提出了计算单人步行竖向荷载作用下大跨度楼盖加速度均方根响应的反应谱。以42 m跨矩形板为研究对象,首先得到每条实测步行荷载的反应谱,在此基础上建立设计反应谱的分段表达式:对应于步行1阶主频... 基于61人次2 204条实测的步行荷载曲线,提出了计算单人步行竖向荷载作用下大跨度楼盖加速度均方根响应的反应谱。以42 m跨矩形板为研究对象,首先得到每条实测步行荷载的反应谱,在此基础上建立设计反应谱的分段表达式:对应于步行1阶主频范围的第1平台段(1.5~2.5 Hz)、对应于步行2阶主频范围的第2平台段(3~5 Hz),以及对应于步行高阶频率的曲线下降段(5~10 Hz)。给出了2个平台段不同保证率的代表值计算方法和下降段的数学表达式。进一步研究了高阶振型、边界条件、计算跨度等因素对反应谱的影响,并给出了对应的修正方法。给出了建议反应谱的使用步骤,并应用于4个实际楼盖结构。对比分析表明,楼盖的实测响应接近或略大于反应谱75%保证率的计算结果,但均小于95%保证率下的计算结果,所建议的反映谱方法可用于计算单人步行荷载作用下大跨楼盖的加速度响应。 展开更多

关键词 大跨度楼盖 振动舒适度 步行荷载 加速度反应谱

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基于TMD的自锚式人行悬索桥人致振动控制研究 被引量：10

4

作者 邹卓 宋旭明 +2 位作者 李璋 唐冕 贺锃 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2574-2582,共9页

现代大跨轻型人行桥很难满足我国现行《城市人行天桥与人行地道技术规范》(CIJ69-95)对人行桥基频不小于3 Hz的要求。对比分析其他国家人行桥舒适度评价标准和规范发现,限制动力响应值法相比频率调整法更适合现代大跨轻型人行桥设计。... 现代大跨轻型人行桥很难满足我国现行《城市人行天桥与人行地道技术规范》(CIJ69-95)对人行桥基频不小于3 Hz的要求。对比分析其他国家人行桥舒适度评价标准和规范发现,限制动力响应值法相比频率调整法更适合现代大跨轻型人行桥设计。为了给我国制定人行桥振动舒适度评价标准提供依据,以一座双塔三跨自锚式钢箱梁人行悬索桥为工程背景,建立有限元模型,计算结构动力特性,依据EN03-2007和ISO10137规范确定人行荷载模式,并进行加速度响应分析和舒适度评价。以无阻尼结构调谐质量阻尼器(TMD)最优参数为初始值,优化TMD与主体结构的质量比和频率比,确定合理的减振控制方案。计算结果表明,自锚式人行悬索桥在附加与主梁质量比为1.5%的TMD后人致振动减振率为70.9%~81.7%,可达到相关规范最好舒适度要求。 展开更多

关键词 自锚式人行悬索桥 步行荷载 人致振动 舒适度评价 减振设计

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基于动作捕捉与刚体动力学的步行荷载重构与仿真 被引量：8

5

作者 张梦诗 陈隽 +1 位作者 彭怡欣 王玲 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期961-972,共12页

采用医学步态分析与动作捕捉技术开展了73人次3066组步行荷载实验,通过粘帖于实验者身体各部位共39个Marker点捕捉步行者各部位运动轨迹,建立了步行者的多刚体及单刚体(包括基于质心点轨迹的单刚质心点模型以及基于某特定Marker点轨迹... 采用医学步态分析与动作捕捉技术开展了73人次3066组步行荷载实验,通过粘帖于实验者身体各部位共39个Marker点捕捉步行者各部位运动轨迹,建立了步行者的多刚体及单刚体(包括基于质心点轨迹的单刚质心点模型以及基于某特定Marker点轨迹的单刚特征点模型)动力学模型,可由体段的运动轨迹重构竖直方向及水平侧向步行荷载.多刚体及单刚体模型均可实现步行荷载竖向分量的高精度重构,其中单刚特征点模型使用方便且精度好,推荐用于竖向步行荷载的重构.对于水平侧向分量的重构,多刚体模型与单刚体质心点模型结果合理,而单刚体特征点模型不适用.基于实测数据,拟合了人体步行时质心竖直方向运动轨迹的傅立叶级数模型,并利用此模型进行竖向步行荷载的仿真,可用于大跨度工程结构的竖向人致振动舒适度分析问题. 展开更多

关键词 步行荷载 动作捕捉技术 刚体模型 荷载仿真

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某商场大跨楼盖竖向振动舒适度分析 被引量：7

6

作者 曾大明 牛金龙 《结构工程师》 北大核心 2014年第3期86-92,共7页

首先阐述了有关楼盖竖向振动舒适度的概念,评价标准以及分析方法等,然后针对一个商场建筑工程实例,利用Midas/Gen软件整体建模,对其大跨楼盖结构进行了步行荷载激励下的竖向振动舒适度分析和评估,研究了步行荷载加载模式、楼盖结构布置... 首先阐述了有关楼盖竖向振动舒适度的概念,评价标准以及分析方法等,然后针对一个商场建筑工程实例,利用Midas/Gen软件整体建模,对其大跨楼盖结构进行了步行荷载激励下的竖向振动舒适度分析和评估,研究了步行荷载加载模式、楼盖结构布置等对楼盖竖向振动舒适度的影响。 展开更多

关键词 大跨楼盖 步行荷载 单步落足曲线 竖向振动舒适度

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步行荷载的功率谱模型及其应用研究 被引量：7

7

作者 陈隽 王晋平 熊杰程 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期166-174,共9页

基于傅里叶级数的步行荷载确定性模型,由于忽略了荷载的随机性,会高估人行桥、大跨度楼板在共振作用下的动力响应。为此,应考虑行人步行荷载的随机性,在1007条连续步行荷载记录的基础上,提出了前4阶主谐波和次谐波局部区域的功率谱建模... 基于傅里叶级数的步行荷载确定性模型,由于忽略了荷载的随机性,会高估人行桥、大跨度楼板在共振作用下的动力响应。为此,应考虑行人步行荷载的随机性,在1007条连续步行荷载记录的基础上,提出了前4阶主谐波和次谐波局部区域的功率谱建模方式。各阶谱线经行人体重、各阶能量、步行频率和阶数归一化后可统一表达为两项高斯函数之和的形式,模型中参数由试验数据统计分析得到。结合随机振动理论,给出了由步行功率谱计算楼板加速度响应的方法。通过理论计算值与10m×6m楼板模型的试验值以及火车站楼板实测对比,可知,所建议的功率谱模型的预测结果合理。 展开更多

关键词 步行荷载 功率谱 随机振动 振动舒适度

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拓展步行荷载对楼板振动响应影响的对比研究 被引量：6

8

作者 陈隽 叶艇 彭怡欣 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第18期55-59,共5页

通过混凝土板振动响应对比分析,比较了按步频、步行时间、双支撑阶段时长、双支撑阶段时长比例等4种方法拓展步行荷载时程与基准时程的差异。并分析了步频、步行时间和双支撑阶段时长比例对拓展时程的影响。结果表明:在有准确的步频或... 通过混凝土板振动响应对比分析,比较了按步频、步行时间、双支撑阶段时长、双支撑阶段时长比例等4种方法拓展步行荷载时程与基准时程的差异。并分析了步频、步行时间和双支撑阶段时长比例对拓展时程的影响。结果表明:在有准确的步频或步行时间值时,按步频或步行时间拓展时程比较合理,否则,按双支撑阶段时长比例拓展时程比较合理。 展开更多

关键词 拓展时程 步行荷载 振型分解

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步行荷载的两阶段遗传算法识别 被引量：5

9

作者 王鹏程 陈隽 王浩祺 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第19期64-69,共6页

以测力板直接测试结果为基础的步行荷载建模方式,存在有不能准确反映结构上行人真实步态的疑问。为此,利用遗传算法,研究由结构响应识别步行荷载的反问题建模方式。首先在傅里叶级数荷载模型基础上,考虑步行的双支撑特征,分别以结构位... 以测力板直接测试结果为基础的步行荷载建模方式,存在有不能准确反映结构上行人真实步态的疑问。为此,利用遗传算法,研究由结构响应识别步行荷载的反问题建模方式。首先在傅里叶级数荷载模型基础上,考虑步行的双支撑特征,分别以结构位移响应功率谱及位移时程一致为目标函数,建立了两阶段遗传算法识别步行荷载参数的方法。进而通过荷载模型和实测荷载的识别分别检验了算法的准确性和适用性,识别结果表明前5阶动载因子、相位以及步行频率等十一个控制参数的识别效果较好,算法具有鲁棒性。 展开更多

关键词 荷载识别 遗传算法 傅立叶级数模型 步行荷载

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步行荷载下大跨楼盖MTMD控制参数优化方法研究 被引量：5

10

作者 徐若天 陈隽 刘伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期100-106,共7页

采用多重调谐质量阻尼器(MTMD)来控制大跨楼盖由于行人引起的竖向振动,已被工程实践证明为一种行之有效的减振方法。然而由于步行荷载的时空复杂性,采用有限元时程分析方法进行MTMD最优参数设计时的计算成本过高,甚至难以实现。为此,提... 采用多重调谐质量阻尼器(MTMD)来控制大跨楼盖由于行人引起的竖向振动,已被工程实践证明为一种行之有效的减振方法。然而由于步行荷载的时空复杂性,采用有限元时程分析方法进行MTMD最优参数设计时的计算成本过高,甚至难以实现。为此,提出一种步行荷载下大跨楼盖-MTMD参数优化的混合算法,利用有限元获得楼盖模态后再由振型分解法计算移动步行荷载引起的结构响应,进一步结合遗传算法,研究考虑结构动力特性变化的MTMD参数优化问题。最后,以某体外预应力楼盖为例进行了MTMD频率和阻尼比的优化设计,讨论了楼盖固有频率和阻尼比变化对减振效率的影响,对比了考虑与不考虑结构特征改变的MTMD参数优化结果。结果表明,所建议的混合算法可显著提升计算效率并获得优化的控制参数,可用于同类大跨楼盖MTMD控制参数设计问题。 展开更多

关键词 多重调谐质量阻尼器(MTMD) 大跨楼盖 步行荷载 振动控制 参数优化

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钢-木组合楼盖的人致振动响应分析

11

作者 董余健 《现代交通与冶金材料》 CAS 2023年第S01期133-135,146,共4页

研究钢-木组合楼盖的特性,通过有限元建模分析结果与试验结果进行对比,验证有限元模型的准确性。同时利用傅里叶级数步行荷载模型对钢-木组合楼盖进行人致振动响应分析,并将分析的结果与相关规定阈值进行比较,是否满足结构振动舒适度设... 研究钢-木组合楼盖的特性,通过有限元建模分析结果与试验结果进行对比,验证有限元模型的准确性。同时利用傅里叶级数步行荷载模型对钢-木组合楼盖进行人致振动响应分析,并将分析的结果与相关规定阈值进行比较,是否满足结构振动舒适度设计要求。 展开更多

关键词 步行荷载 钢-木组合楼盖 有限元分析 傅里叶级数 峰值加速度

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步行荷载作用下楼板振动响应分析 被引量：4

12

作者 王益鹤 杨娜 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期103-106,共4页

根据步行荷载曲线,采用APDL参数化语言编程,模拟单人步行,着重数值分析步行荷载特性,比较不同傅立叶级数项对结构响应的不同贡献,讨论其合理的计算取值;并研究不同步行频率作用下,楼板振动响应的规律.结果表明:合理选取傅立叶级数项,对... 根据步行荷载曲线,采用APDL参数化语言编程,模拟单人步行,着重数值分析步行荷载特性,比较不同傅立叶级数项对结构响应的不同贡献,讨论其合理的计算取值;并研究不同步行频率作用下,楼板振动响应的规律.结果表明:合理选取傅立叶级数项,对步行荷载作用下楼板振动响应的正确评估至关重要.楼板振动响应的大小,主要取决于步行频率与楼板基频之间的关系. 展开更多

关键词 振动 大跨度楼板 步行荷载 加速度响应 傅立叶级数

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行走激励下楼盖振动加速度反应谱研究 被引量：4

13

作者 陈隽 叶艇 彭怡欣 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第24期1-7,共7页

利用320条实测中国人步行荷载曲线，由振型分解法计算了步行荷载作用下大跨混凝土楼盖竖向振动的10 s加速度均方根反应谱曲线。基于楼盖频率与振动幅值双控原则，对计算反应谱进行了拟合简化，提出了3！20 Hz频率范围的设计用楼盖均方... 利用320条实测中国人步行荷载曲线，由振型分解法计算了步行荷载作用下大跨混凝土楼盖竖向振动的10 s加速度均方根反应谱曲线。基于楼盖频率与振动幅值双控原则，对计算反应谱进行了拟合简化，提出了3！20 Hz频率范围的设计用楼盖均方根加速度响应计算表达式。进一步讨论了高阶振型、边界条件、计算跨度、行走步幅和阻尼比等要素对反应谱的影响，并给出了对应的修正方法。最后通过与已建大跨楼盖步行激励下实测加速度响应的比较，验证了所建议的反应谱计算方法的合理性。 展开更多

关键词 步行荷载 大跨度混凝土楼盖 加速度均方根反应谱 参数分析

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基于人行仿真的结构楼面舒适度分析研究 被引量：4

14

作者 胡凯 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第S1期79-85,共7页

随着新型材料、体系及施工方法的逐渐运用,结构正不断朝着更轻、更柔、跨度更大、阻尼更小的方向发展,这也使得结构的楼盖体系更易在人行运动过程中产生显著的振动响应,引起人体不适和恐慌,甚至影响结构正常使用功能。该文由原理出发,... 随着新型材料、体系及施工方法的逐渐运用,结构正不断朝着更轻、更柔、跨度更大、阻尼更小的方向发展,这也使得结构的楼盖体系更易在人行运动过程中产生显著的振动响应,引起人体不适和恐慌,甚至影响结构正常使用功能。该文由原理出发,根据国内外研究现状及规范条文,介绍了人行舒适度分析理论及评判标准,并依据中国规范及国际ISO标准的规定,通过时程分析方法对某室外景观天桥进行了人行舒适度分析和研究,详细阐述了楼板人行舒适度的分析及评判方法,并简要介绍了目前楼板竖向振动舒适度常见的减振措施。 展开更多

关键词 人行舒适度 步行荷载 时程分析 室外景观天桥 调频质量阻尼器 傅里叶变换

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人致结构振动计算中随机人群行为的模拟 被引量：2

15

作者 韦欣欣 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第S01期330-335,共6页

人行结构(如:人行天桥)的动力设计中,人致结构振动舒适度往往决定最终的结构设计方案。为满足舒适度要求,一般需要将结构振动水平控制在舒适度指标范围内。因此,在设计阶段,准确预测人致结构振动水平十分关键。为准确施加步行荷载,需要... 人行结构(如:人行天桥)的动力设计中,人致结构振动舒适度往往决定最终的结构设计方案。为满足舒适度要求,一般需要将结构振动水平控制在舒适度指标范围内。因此,在设计阶段,准确预测人致结构振动水平十分关键。为准确施加步行荷载,需要预先知道结构建成之后其上面活动的人群行为,如:行走路径和速度等。该文采用修正后的社会力模型,该模型能考虑不同的人群密度、所处地域、行走目的和方向,还能考虑行人到达结构的时间、初始位置、初始行走速度等的随机性。通过模拟一个典型桥面上的随机人群,展示了该模型的适用性。模拟结果表明:跟自由行走不同,人群中,行人的行走路径和速度因受他人和周围环境的影响而实时变化;行走路径不按直线路线;行走速度低于自由行走速度。相应地,人群作为一个整体,行人位置分布实时变化;人群平均速度也实时变化且低于自由行走速度,待人群稳定后,在稳定范围内波动。该文工作可为准确施加步行荷载提供思路。 展开更多

关键词 人致结构振动 振动舒适度 人群行为 社会力模型 行走路径 行走速度 步行荷载

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四刚体人体行走模型及其人行荷载分析 被引量：1

16

作者 李永甫 吴斌 +1 位作者 包宇 杨浩文 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期903-911,共9页

为模拟人体行走过程中的力学行为,运用多刚体模型对人体进行简化建模,建立了四刚体‑四自由度的人体动力学模型。运用欧拉‑拉格朗日方程的方法推导了动力系统摆动阶段动力学方程。为了使四刚体模型的行走具有拟人性,使用贝塞尔曲线对驱... 为模拟人体行走过程中的力学行为,运用多刚体模型对人体进行简化建模,建立了四刚体‑四自由度的人体动力学模型。运用欧拉‑拉格朗日方程的方法推导了动力系统摆动阶段动力学方程。为了使四刚体模型的行走具有拟人性,使用贝塞尔曲线对驱动自由度的运动轨迹进行了规划,从而将多自由度的运动方程简化为求解单自由度常微分方程的边界值问题。将数值模拟结果与试验和荷载模型进行对比,验证了所建立模型的可行性。 展开更多

关键词 多刚体人体步行模型 运动轨迹规划 反馈控制 步行荷载 人体‑结构相互作用

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FRP人行桥的人致振动特性研究 被引量：2

17

作者 金飞飞 冯鹏 叶列平 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 2011年第5期29-34,共6页

近年来随着新材料以及大跨度人行天桥的不断出现,由行人行走引起的振动问题日渐显著。尤其在轻质FRP人行天桥中,行人质量相对桥梁本身质量不可忽略,在计算FRP人行天桥动力响应时,需要考虑行人带来的影响。本文通过引入并推导了行人人体... 近年来随着新材料以及大跨度人行天桥的不断出现,由行人行走引起的振动问题日渐显著。尤其在轻质FRP人行天桥中,行人质量相对桥梁本身质量不可忽略,在计算FRP人行天桥动力响应时,需要考虑行人带来的影响。本文通过引入并推导了行人人体驱动力,建立起行人与人行天桥之间的耦合竖向振动方程。利用数值分析方法分析了一座实际FRP斜拉人行桥在不同行人通行量下的动力响应,并分析了上铺混凝土面层对改善动力响应的效果。理论分析表明,该FRP斜拉桥可满足对人行天桥动力性能的要求。 展开更多

关键词 振动 步行荷载 舒适度 加速度

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商场中庭悬挑环廊舒适度影响因素分析 被引量：2

18

作者 赵轩 郑粤 +2 位作者 罗峥 路鹏 张风亮 《结构工程师》 北大核心 2016年第6期58-64,共7页

商场中庭环廊部位人流量大且悬挑跨度较大,楼盖对人行激励较为敏感,有必要对竖向荷载作用下楼板的振动情况进行分析。目前为止国内尚无统一的楼板舒适度标准从影响楼板振动的主要因素进行考虑,对人行步频、阻尼比、楼板厚度等三个因素... 商场中庭环廊部位人流量大且悬挑跨度较大,楼盖对人行激励较为敏感,有必要对竖向荷载作用下楼板的振动情况进行分析。目前为止国内尚无统一的楼板舒适度标准从影响楼板振动的主要因素进行考虑,对人行步频、阻尼比、楼板厚度等三个因素进行参数分析。采用有限元软件MIDAS/Gen,通过时程分析方法对某商场中庭环廊进行人行舒适度研究,依据国内外规范对楼盖舒适度进行了评价,最后给出了合理设计建议。 展开更多

关键词 时程分析 舒适度评价 步行荷载 振动响应

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深圳市青少年活动中心大悬挑部位楼板舒适度分析 被引量：1

19

作者 薛红京 赵子斌 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2020年第S01期267-270,共4页

深圳市青少年活动中心项目位于深圳市福田区红荔路1001号,是集教育、展馆、培训、会议、青少年文体活动为一体的综合性文化建筑,建筑物西北角大悬挑部位为大跨度+大悬挑钢结构组合楼板,刚度及阻尼比普通现浇混凝土楼板小,容易引起舒适... 深圳市青少年活动中心项目位于深圳市福田区红荔路1001号,是集教育、展馆、培训、会议、青少年文体活动为一体的综合性文化建筑,建筑物西北角大悬挑部位为大跨度+大悬挑钢结构组合楼板,刚度及阻尼比普通现浇混凝土楼板小,容易引起舒适度问题,本文采用MIDAS/Gen对该处楼板舒适度进行了分析,根据模态分析找出振动不利位置,通过对不利振动点模拟步行荷载进行时程分析,由分析结构中控制点的振动加速度对楼板结构进行合理的舒适度评价,根据分析结果楼板自振频率及在步行荷载作用下楼板竖向加速度均满足规范要求。 展开更多

关键词 超限结构 楼板舒适度 步行荷载

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某IC厂房步行荷载下高架地板结构的振动响应研究

20

作者 程晓磊 任青 史晨阳 《中国水运（下半月）》 2022年第12期161-162,164,共3页

随着我国集成电路(Integrated Circuit,简称IC)产业的高速发展,IC厂内的精密仪器对振动的要求也越来越严格。其中IC厂房内工作人员的走动所引起的高架地板的振动响应是不可忽略的,需要对其进行针对性的研究。在某IC厂进行步行工况的现... 随着我国集成电路(Integrated Circuit,简称IC)产业的高速发展,IC厂内的精密仪器对振动的要求也越来越严格。其中IC厂房内工作人员的走动所引起的高架地板的振动响应是不可忽略的,需要对其进行针对性的研究。在某IC厂进行步行工况的现场实测,得到了不同方向、不同步频、不同行走方式等步行条件下高架地板结构的振动响应规律。 展开更多

关键词 步行荷载 现场试验 振动

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