人行激励下大跨度楼板振动舒适度研究.pdf

1、人彳V I BR A T I O NSE R V I C E A BI L I T YR E S E A R C HO FL O N G S P A NF L O O RU N D E RH U M A NA C T I V I T YAD i s s e r t a t i o n(T h e s i s)S u b m i t t e dt oS o u t h e a s tU n i v e r s i t yF o rt h eA c a d e m i cD e g r e eo fM a s t e ro fE n g i n e e r i n gB YD UL e iS u

2、p e r v i s e dbySupervisedb yS U NX u nC o l l e g eo fC i v i lE n g i n e e r i n gS o u t h e a s tU n i v e r s i t yM a r c h2 0 1 0东南大学学位论文独创性声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究成果，也不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究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明

3、并表示了谢意。研究生签名：盔盘日期：塑翌：圭2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、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。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)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：蕴苫磊。导师签名：越日期：趟!三：!：!摘要人行激励下大跨度楼板振动舒适度研究硕士研究生：都磊指导教师：孙逊摘要随着越来越多大型公共建筑的建设，大跨楼盖结构

4、越来越多，其舒适度在结构设计中也越来越得到重视。本文以太原市美术馆为工程背景，在设计过程中对大跨度楼板在人行作用下的振动舒适度加以分析及控制，并对影响楼板振动舒适度的因素进行了深入分析。在查阅国内外文献资料的基础上，对重要的振动舒适度评价标准和国外重要的规范做了简要介绍，比较不同标准的优缺点，提出了适合本文进行舒适度评价的标准，为舒适度的评价提供理论背景。综合文献资料对人致振动计算理论进行了阐述，结合两种人行激振理论，给出了本文所用的考虑单人行走、跳跃的强迫共振模型及考虑人群活动随机性的随机振动模型。针对太原市美术馆工程中的大跨度楼板进行舒适度分析设计。对结构进行动力特性分析，结果表明结构的局

5、部竖向振动的振型密集，且频率低，接近或达到了人行的共振频率；对大跨度楼板进行了人行激励下振动的理论计算，及单人行走、单人跳跃、人群随机行走作用下的时程计算，得出楼板的极值振动加速度；最后根据所选用的舒适度评价标准，对分析结果对进行舒适度评价，发现部分楼板的舒适度不能满足要求。对影响楼板振动舒适度的因素进行分析。从结构的刚度、质量、阻尼、有效活荷载、边界支承等方面出发，分析不同因素对楼板振动舒适度影响程度及规律，为设计中对舒适度的控制方法提供参考方向。对不满足舒适度要求的楼板，尝试并比较了不同的改善方法，综合可行性、经济性和施工方便等方面的考虑，通过调整结构布置来增大楼盖刚度是最有效的措施。关键

6、词：大跨度楼板；人致振动；楼板竖向振动；舒适度评价；舒适度控制A B S T R A C TV i b r a t i o nS e r v i c e a b i l i t yR e s e a r c ho nL o n g s p a nF l o o ru n d e rH um a nA c t i v i t yC a n d i d a t e：D uL e iS u p e r v i s o r：S u nX u nA B S T R A C TW h i l et h el a r g ep u b l i cb u i l d i n g s、而t 1 1l o n g

7、-s p a nf l o o rs y s t e ma r ec o n s t r u c t e di nv a r i o u sp l a c e s，v i b r a t i o nc o m f o r tb e c o m e sm o r ea n dm o r es i g n i f i c a n t I nt h i sp a p e r,T a i y u a nm u s e u mb e i n gt a k e na sa ne n g i n e e r i n gb a c k g r o u n d，t h ef l o o rv i b r a t

8、 i o nu n d e rt h eh u m a na c t i v i t i e si sa n a l y z e d，a n dt h ev i b r a t i o nc o m f o r ti sc o n t r o l l e da n di m p r o v e d B a s e do nt h er e v i e wo fd o m e s t i ca n df o r e i g nl i t e r a t u r e s，t h ei m p o r t a n te v a l u a t i o nc r i t e r i ao fv i b

9、 r a t i o nc o m f o r tw e r ei n t r o d u c e d C o m p a r i n go ft h e s es t a n d a r d s，a na d v i s a b l ee v a l u a t i o nc r i t e r i o nw a sc h o s e nf o rt h i sa r t i c l e T h et h e o r yo fp e d e s t r i a n i n d u c e dv i b r a t i o nw a sd e s c r i b e d C o m b i n

10、 e dw i t ht h et h e o r yo fp e d e s t r i a n i n d u c e dv i b r a t i o n，t h ef o r c e dv i b r a t i o nm o d e lw h i c hc o n s i d e r e ds i n g l ew a l k i n ga n dj u m p i n gw a sg i v e n,a l s ot h er a n d o mv i b r a t i o nm o d e lc o n s i d e r i n gt h er a n d o m n e s

11、 so fp o p u l a t i o na c t i v i t i e sw a sf o r m u l a t e d D y n a m i cc h a r a c t e r i s t i c so ft h el o n g s p a nf l o o r si nT a i y u a nm u s e u ms h o w e dt h a tv i b r a t i o nm o d e so fp a r t i a lf l o o rv i b r a t i o nw e r ei n t e n s i v ea n dt h ef r e q u

12、 e n c i e sw e r ec l o s et oo rr e a c h i n gt h er e s o n a n tf r e q u e n c yo fh u m a na c t i v i t y B o t ht h e o r e t i c a lm e t h o da n dt i m e h i s t o r ya n a l y s i sm e t h o dw e r eu s e di np e d e s t r i a n i n d u c e dv i b r a t i o na n a l y s i s T h ea s s e

13、 s s m e n tb a s e do nt h ea d v i s a b l ee v a l u a t i o nc r i t e r i o nr e v e a l e dt h a ts e g m e n t a lf l o o r sc o u l dn o tm e e tt h ec o m f o r tr e q u i r e m e n t s T h ef a c t o r sa f f e c t i n gv i b r a t i o nc o m f o r tw e r es t u d i e d T h es t r u c t u

14、r a ls t i f f n e s s，m a s s，d a m p i n ga n dt h eb o r d e rb e a r i n go ft h es t r u c t u r ew e r ed e c i s i v ef a c t o r s S e v e r a lc o n t r o lm e t h o d sw e r et r i e dt oi m p r o v et h ef l o o rc o m f o r t T h em e a s u r eo fo p t i m i z i n gs t r u c t u r a ll a

15、 y o u tt oi n c r e a s et h ef l o o rs t i f f n e s sW a sp r o v e dt ob et h em o s te f f e c t i v e K e yW o r d s：l o n g s p a nf l o o r,p e d e s t r i a n i n d u c e dv i b r a t i o n,t h ev e r t i c a lv i b r a t i o no ff l o o r,e v a l u a t i o no fc o m f o r t，c o m f o r tc

16、 o n t r o lH目录目录摘要IA B S T I i L A C T I I第一章绪论11 1 引言。l1 2 国内外研究现状21 2 1 人行激振力的研究现状21 2 2 楼板振动舒适度研究现状31 3 研究背景及研究内容41 3 1 工程概况41 3 2 本文的主要工作6第二章楼板振动舒适度计算理论72 1 楼板振动舒适度的评价标准72 1 1R e i h e r 和M e i s t e r 准则及L e n z e n 标准72 1 2 基于指标K 的德国标准72 1 3 国际标准I S O2 6 31 92 1 4 英国标准B S6 4 7 2(1 9 9 2)1 02 1 5 加拿大C S A 标准1 02 1 6A I S C1 1 和A T C 设计指南1 12 1 7 中国标准(G B1 0 0 7 0 8 8)1 22 1 8 本文采用的舒适度标准1 22 2 强迫振动理论132 2 1 单人荷载作用1 32 2 2 人群荷载作用172 3 人行激振力的确定。1 92 3 1 实测落足模型1 92 3 2 人行激振力数学模型2 02 3 3 本文所采用的