随机人群荷载的模拟及大跨楼盖人致振动响应分析

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1、学校代码：10286分类号：TU3密级：公开UDC：624学号：151023工程硕士学位论文随机人群荷载的模拟及大跨楼盖人致振动响应分析（学位论文形式：应用研究）研究生姓名：崔常慧导师姓名：张志强副教授黄明高级工程师申请学位类别工程硕士学位授予单位东南大学工程领域名称建筑与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20年月日答辩委员会主席左晓宝教授评阅人S0051127-1S0051127-22018年6月7日硕士学位论文随机人群荷载的模拟及大跨楼盖人致振动响应分析专业名称：建筑与土木工程研

2、究生姓名：崔常慧导师姓名：张志强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（BY2016076-11）资助。SIMULATIONOFSTOCHASTICCROWDLOADANDANALYSISOFVIBRATIONRESPONSEFORLARGE-SPANFLOORAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYCUIChanghuiSupervisedbyAssociateProf.ZHA

3、NGZhiqiangSchoolofCivilEngineeringSoutheastUniversityMay2018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宄工作及取得的研宄成果。地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的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的研究成果，一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：餐寧楚曰期：东南大学学位论文使用授权

4、声明刊（光盘版）》电子杂东南大学、国家图书馆、《中国学术期、中国科学技术信息研宄所司有权保留本人所送交学位志社有限公司、北京万方数据股份有限公、万方数据电子出版社。本人电子文档的、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一借阅，可以容相致，允许论文被查阅和内容和纸质论文的内。除在保密期内的保密论文外公布（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丨．签名：＞“１：曰期研究生签名：导师产ｆ摘

5、要随机人群荷载的模拟及大跨楼盖人致振动响应分析学校名称：东南大学硕士生姓名：崔常慧导师姓名：张志强副教授摘要对于大跨楼盖、人行天桥、空中连廊、体育场看台、长悬臂结构、柔性楼梯等结构，人致结构振动舒适度问题日益突出，在结构设计中不容忽视。人致振动问题首要研究的是人行荷载模型。而单人步行荷载是研究人群荷载、构建人群荷载的基础，了解单人步行荷载的特征非常关键。目前获得步行荷载实测曲线的方法主要有直接测试法和间接测试法两大类，但国内对这两类方法得到的步行荷载的对比研究较少，国内外学者对步行荷载参数，如步频、步长、动力荷载因子、相位等的研

6、究较多，但大多数学者认为这些参数服从正态分布，对这些参数的细致分析较少。本文采用基于传统测力板的直接测试法和基于加速度传感器的间接测试法两种方法同时开展步行荷载试验，利用试验数据建立单步荷载模型及单人连续步行荷载模型，对比分析两种方法得到的步行荷载差异，并以大跨钢-混凝土组合楼板结构和某人行桥结构为载体，分析人行荷载作用下的结构响应。本文主要研究工作和成果如下：1.采用三块测力板直接测试与新型MEMSAH100B型惯性传感器间接测试相结合的方式，同时采集单人步行荷载。对66名健康成年人进行了自由行走工况及四种固定频率行走工况（1

7、.5Hz、1.8Hz、2.0Hz和2.3Hz）的测试，共得到2444组有效加速度时程曲线及7332条有效单步荷载曲线。2.通过分析试验得到的单步荷载曲线，得到了步态时空参数（步频、单步时长、重叠时间、重叠时间占单步时间的比例、步长、单步荷载特征力、特征时间点、单步力冲量、单步等效力）的统计特性及相互间的关系。构建了考虑前五阶谐波的单步荷载傅里叶级数模型，详细分析了各阶动载因子及相位角的统计特性和分布规律。第一、二阶动载因子用步频的线性函数表述，其余阶动载因子用常数表示；相位角离散性大，用均值表示。利用常用的六种分布类型细致分析了

8、各参数的分布。与文献中已有模型对比分析发现，不同荷载模型因为试验对象及样本数据的不同存在一定差异，本文模型能够反映行人步行时单步荷载的基本变化规律，可用于行人步行荷载作用下结构振动分析。3.利用测力板采集的试验数据，按照单步拓展方法和复步拓展方法分别得到连续步行