人致激勵荷載的研究分析與應(yīng)用.pdf

1、隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展、人們居住環(huán)境的不斷改善，人們對生活和工作環(huán)境的要求也不斷提高。建筑物在滿足安全性的同時，必須對其舒適性給予足夠重視。因人自身的日常運動（如:行走、跑步、跳躍等）引起的振動問題就成為一個不容忽視的問題。在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時若對人致荷載考慮不當(dāng)，會對工程結(jié)構(gòu)的適用性甚至安全性造成嚴重危害。
　　 在這種背景下，開展對人致激勵荷載的研究分析無疑具有極強的工程實用價值和意義。本文主要做了以下工作:
　　 首先

2、闡述了國內(nèi)外關(guān)于步行激勵荷載和步態(tài)信息等方面的研究現(xiàn)狀和存在的問題，指出現(xiàn)有步行荷載實驗大部分只測定豎向荷載而忽略了側(cè)向荷載，然而在步行激勵振動研究中，側(cè)向力對結(jié)構(gòu)的影響是不可忽視的重要部分。同時，現(xiàn)有步行荷載實驗鮮有記錄步態(tài)信息，在此基礎(chǔ)上建立的步行荷載模型就忽略了荷載主體的差異性。
　　 本文在進行人致激勵荷載實驗室試驗研究時采用了JP5050多維測力采集分析系統(tǒng)，對10種不同工況（自由狀態(tài)下慢速行走、正常速度行走、快速行走

3、、1.5Hz、1.75Hz、2.0Hz和2.25Hz固定頻率的行走以及慢速蹲伏、正常速度蹲伏和快速蹲伏）的人致激勵荷載進行了采集，共得到500組試驗數(shù)據(jù)，每種工況50組。進行的步態(tài)信息采集試驗分為7種工況（自由狀態(tài)下慢速行走、正常速度行走、快速行走、1.5Hz、1.75Hz、2.0Hz和2.25Hz固定頻率的行走），采集的步態(tài)參數(shù)主要包括步頻、步長、步寬等。
　　 在進行試驗數(shù)據(jù)的整理與分析時，首先是對7種工況下步態(tài)參數(shù)進行了統(tǒng)

4、計分析，結(jié)果表明自由步行狀態(tài)下慢速步行、正常速度步行和快速步行的行走頻率均值分別為1.43Hz、1.77Hz和2.04Hz，統(tǒng)計所有步行狀態(tài)下的步行數(shù)據(jù)步頻均值為1.88Hz;固定頻率狀態(tài)下各個工況下的實際步頻均值會與節(jié)拍器指令值產(chǎn)生一定偏離，且隨著步頻的增加，測試者的實際步頻與指令值更為接近;自由狀態(tài)行走和固定步頻狀態(tài)行走，隨著步速的增加，步頻和步長都有增長的趨勢。步寬受頻率的影響較小，且固定步頻行走的步寬稍大于自由狀態(tài)行走的步寬。<

5、br>　　 對10種工況下的人致激勵荷載曲線進行了分析，運用MATLAB擬合出了各個工況下的關(guān)鍵點插值曲線并與實測曲線進行了對比，然后對插值曲線進行了九次多項式擬合，得出插值曲線的多項式表達式。最后建立了步行激勵荷載峰值因子、蹲伏激勵荷載峰值因子與頻率間的具體函數(shù)關(guān)系表達式，擬合出相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系曲線。
　　 將本文擬合的荷載曲線應(yīng)用于某大跨樓蓋的模型，運用SAP2000有限元分析軟件對其進行了模態(tài)分析和時程分析。進行時程分析時