考虑行走人群—结构相互作用的大跨楼盖振动响应研究

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1、学校代码：10286分类号：TU3密级：公开UDC：624学号：150978考虑行走人群-结构相互作用的大跨楼盖振动响应研究研究生姓名:艾德豪导师姓名:张志强副教授申请学位级别工学硕士学位授予单位东南大学专业领域土木工程论文答辩日期2018年6月6日研究方向防灾减灾工程及防护工程学位授予日期2018年月日答辩委员会主席左晓宝教授评阅人S0051102-1S0051102-22018年6月6日硕士学位论文考虑行走人群-结构相互作用的大跨楼盖振动响应研究专业名称:土木工程研究生姓名：艾德豪导师姓名：张志强副教授本论文获国家自然科学基金项目（51278106）和江苏省产学研前瞻项目

2、（BY2016076-11）资助。STUDYOFVIBRATIONRESPONSEFORLARGE-SPANFLOORSCONSIDERINGPEDESTRAINS-STRUCTUREINTERACTIONAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYAIDehaoSupervisedbyAssociateProf.ZHANGZhiqiangSchoolofCivilEngineeringSoutheastUniversityMay2018东南大学学位论文独创性声

3、明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研宄成果’也禾包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：４谱ｋ＿？Ｗ东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘》电版）子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子

4、文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内谷和纸质论文的内谷相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研宄生院办理。研究生签名ｊｉｆｆｙ导师答名：篆日期，摘要考虑行走人群-结构相互作用的大跨楼盖振动响应研究学校名称：东南大学硕士生姓名：艾德豪导师姓名：张志强副教授摘要随着轻质高强材料的运用，许多轻质楼板体系以及大跨度楼盖结构得到了广泛的应用，由于此种楼板体系具有较低的竖向自振频率且质量和阻尼也相对较小

5、，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响应的关键难题之一，而研究行人动力简化模型参数是深入理解这种相互作用的关键因素，同时对结构的振动控制设计具有一定指导作用。本文主要研究工作和成果如下：1.行人动力简化模型参数研究。在低频试验楼板上进行了25人不同步频下的单人行走试验，基于行人单自由度质量-弹簧-阻尼（Mass-Spring-Damper，MSD）模型建立行人-结构两自由度耦合系统模型，建立耦合系统振动方程，通过模态测试得到行人留驻前后构件自振频率及阻尼比，带入方程得到行人MSD模型的频率及阻尼比。结果表明：1.5Hz步频行走时，行人

6、MSD模型频率约为2.17Hz，阻尼比约为27.77%；1.7Hz步频行走时，行人频率约为2.14Hz，阻尼比约为29.37%；1.9Hz步频行走时，行人频率约为2.11Hz，阻尼比约为30.74%；2.1Hz步频行走时，行人频率约为2.08Hz，阻尼比约为32.30%。2.进行了行人-结构耦合作用对结构动力特性影响的理论分析。结合试验得到的行人MSD模型参数，通过建立行人-结构两自由度耦合系统的动力学模型，分析了行人-结构质量比、频率比对结构动力特性的影响规律。3.进行了结构振动对HSI效应的影响分析。通过试验得到了不同激振频率作用下步频为1.7Hz和2.1Hz的行人MSD

7、模型参数识别结果，发现行人对低频振动更为敏感而对高频振动反应较小。得到了不同振动级别条件下步频为1.7Hz和2.1Hz的行人MSD模型参数识别结果，发现行人频率随着结构振级的不断增大而逐渐减小，而行人阻尼比则随着结构振动级别的不断增大而逐渐增加大。4.基于单人行走试验对考虑人-结构耦合作用的结构振动响应及TMD控制进行了分析。通过试验楼板上进行单人行走试验并利用TMD进行结构振动控制，得到了不同步频单人行走激励下的楼板减振前后加速度响应数据，得到试验楼板跨中减振率在40%-50%左右。通过激振器对试验楼