2013 楼板人致振动中单人行走荷载加载方法对比

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1、第37卷第1期北京交通大学学报v01．37No．1至鱼!圣篁至旦』Q堕垦些堡墼丛!些鱼』!垒Q里些型!￥曼墼!型壁b；至Q!三文章编号：1673—0291(2013)01—0152—05楼板人致振动中单人行走荷载加载方法对比张思功，杨娜(北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044)摘要：采用APDL参数化编程，实现单人行走荷载的4种加载方法，并利用ANSYS瞬态动力分析软件，进行楼板振动数值分析．将数值模拟得到的楼板加速度峰值和均方根值与文献中的实测结果进行对比，分析了4种方法的优劣及适用性．结果表明：单步落足荷载加载模拟人行走作用下楼板振动时，不考虑双脚的重叠时间段得到的楼板加

2、速度响应偏小，且误差较大；其他3种方法得到的楼板振动加速度峰值相差不大；傅里叶连续行走荷载在固定点加载得到的加速度均方根值，不能用来表征楼板舒适度；单人随机行走荷载加载与实际情况更为符合，是分析楼板振动响应较为精确的方法．关键词i楼板振动；有限元分析；单步落足荷载；傅里叶连续荷载中图分类号：TU311．3；TU312．1文献标志码：AComparisonofloadingmethodsoffloorvibrationduetoindividualwalkingZHANGSigong，YANGNa(SchoolofCivilEngineering，BeijingJiaotongUniv

3、ersity，Beijing100044，China)Abstract：Inthispaper．fourmethodsofhumanwalkingloadingaremodeledbyAPDLprogramming．AndtheaccelerationofthecompositeslabspecimencouldbeobtainedusingtransientdynamicanalysisinANSYS．Comparedwiththelaboratoryexperimentresults，itcanbefoundthattheoverlaptimeofindividualwalkin

4、gmustbeconsideredinnumericalstimulating．AndthefirstmethodthatapplyingFourierseriesloadfunctionatmid—spaniSprobablyfasterandeasiertopredictthepeakaccelerationinthesefourmethods，butithasthe1imitationsofnotbeingusedtoevaluatethefloorserviceability．Fi—nally，consideringthevariationofstepfrequenciesd

5、uringwalking，thefourthmethodislikelymoreconsistentwiththerealityofhumanwalkingandprovidesmoreaccurateresults．Keywords：floorvibration；finiteelementanalysis；individualfootstep；Fourierseriesload人在楼板上行走时，会对楼板产生近似周期性的激励作用，所引发楼的板振动可能会出现楼板适用性问题．模型试验、现场测试、数值模拟及简化计算方法是进行人致作用下楼板振动响应分析的主要方法．与其他方法相比，数值模拟方法

6、简单易行，且准确性高，是一种较为精确的评估楼板动力响应的方法．一般情况下，多人在楼盖上以相同的步频沿着最不利荷载路径行走的可能性较小⋯1．对于小规模的人群自由行走所产生的振动响应并不比单人激发结构共振的振动响应更为不利川2．Ellis∞J认为在进行楼板加速度评估和适用性能评估时，两倍的单人行走产生的响应，能代表楼板任何使用情况下的人收稿日期：2011—10—24；修回日期：2012—08—21基金项目：国家自然科学基金重点资助项目(50938008)；国家自然科学基金资助项目(51078026)；中央高校基本科研业务费专项资金资助(2009JBM076)；新世纪优秀人才支持计划资助(

7、NCI汀．11—0571)作者简介：张思功(1988一)，男，湖北仙桃人，博士生．研究方向为结构振动．emil：zhangsigong@gmail．com．第1期杨娜等：楼板人致振动中单人行走荷载加载方法对比153群行走引起的响应．因此，采用单人沿着楼板最不利荷载路径行走而激发楼板共振的方法，是研究行走作用下楼板振动问题的有效方法．国内外研究者提出了不同的单人行走荷载的加载方法，其主要区别在于行走荷载模型和加载方式不同．行走荷载模型主要包括单步落足荷载模型