随着新型结构体系和轻质高强材料的应用,工程结构向大跨、轻柔和低阻尼方向发展,而在人致荷载激励下此类结构容易产生过大的竖向振动,从而造成使用者不舒适甚至心理恐慌。人群行走荷载是影响大跨楼盖振动舒适性的重要因素,对人群行走荷载模型及其效应研究可为大跨楼盖人致动力设计与振动控制奠定基础。本文以高铁候车厅大跨楼盖为研究对象,围绕结构人致振动响应与振动控制,从人行荷载模型与人致振动响应分析、人-结构相互作用及考虑其影响的人致振动响应分析方法、人致振动控制优化设计与实用设计方法等方面,系统地开展了大跨楼盖人致振动响应及其控制方法的相关理论、数值模拟、现场实测与试验研究,主要内容包括：1、系统研究了人行荷载的动力特性和人行荷载模型。开展了10866人次单人步行荷载试验,研究了单足落步荷载曲线以及人行走步频、步幅、双脚重叠时间等参数的分布规律,统计了单人步行荷载傅里叶级数模型的前三阶动荷载因子取值。现场实测统计了五大高铁枢纽站11465组人群行走步频和3103组相位角等基础数据,研究了候车厅人群行走特征参数统计分布规律。基于单人步行荷载模型和人群行走的统计特性,建立了高铁候车厅人群行走荷载的模拟方法。研究结果表明,高铁候车厅人群行走步频服从正态分布N(1.8811,0.1766),相位角分布服从均匀分布U(0,2π),建立的人群行走荷载模拟方法可较准确模拟高铁候车厅人群行走荷载。2、深入研究了人行荷载激励下大跨楼盖结构的振动响应。针对高铁候车厅实际人群分布特点,提出有序排列人群行走荷载和随机分布人群行走荷载两种分析模式,推导了人群行走荷载作用下大跨楼盖结构的人致振动分析方程,研究了人群行走荷载作用下高铁候车厅大跨楼盖振动响应。设计制作了7.7m*4.7m的钢-混凝土组合楼盖结构模型,开展了不同数量受试者行走下模型结构的人致振动试验研究,对比分析了试验结果与计算模拟结果。研究结果表明,有序排列及按固定频率行走的人群行走荷载激励下大跨楼盖结构振动加速度响应更大,所建立的人致振动分析方法能够有效预测人群行走荷载作用下大跨楼盖振动响应。3、深入研究了人-结构相互作用对大跨楼盖结构动力特性与人行激励荷载的影响。开展了80名受试者留驻前后模型结构模态参数识别试验研究,统计分析了等效人体模型的自振频率和阻尼比。基于试验构件平台实测了不同数量受试者留驻时结构基频及阻尼比,研究了人-结构相互作用对结构动力特性的影响规律。开展了7名受试者分别在试验构件平台及近似刚性平台上不同步频行走下的单足落步力测试,分析了人-结构相互作用对人行激励荷载的影响。研究结果表明,大跨楼盖结构存在留驻人群时应考虑人-结构相互作用对人致振动响应的影响。4、深入研究了考虑人-结构相互作用的大跨楼盖人致振动响应。开展了不同数量人员留驻时受试者按不同步频行走作用下的模型结构人致振动试验研究。基于结构动力学原理和模态叠加法,推导了考虑人-结构相互作用的大跨楼盖人致振动响应分析的动力方程并进行了振动响应的时频域分析研究,建立了考虑人-结构相互作用的大跨楼盖人致振动响应分析方法,并应用于长沙高铁南站候车厅大跨楼盖人致振动响应分析。开展了人-梁多模态耦合振动系统人群行走激励下振动响应的参数分析,讨论了不同参数情况下结构振动加速度响应的变化规律。研究结果表明,不同数量留驻人员耦合作用下结构的人致振动响应相对于无人留驻时均有一定程度的减小,且总体而言随着留驻人员数量增加相应的结构振动加速度响应减小的幅度略有增大,建立的考虑人-结构相互作用的大跨楼盖人致振动响应分析方法能够有效预测人群留驻下结构的人致振动响应。5、系统研究了大跨楼盖结构人致振动控制设计方法。建立了考虑人-结构相互作用的人-楼盖-MTMD耦合振动系统的分析模型并研究了其振动响应频域分析方法,进行了耦合振动系统参数分析并研究了TMD对结构人致振动响应的控制效果。基于遗传算法的基本理论提出了大跨楼盖振动舒适度MTMD控制的优化设计方法,通过编制程序实现了复杂楼盖体系的MTMD优化设计。建立了大跨楼盖振动舒适度MTMD控制的实用设计方法,并应用于长沙高铁南站候车厅大跨楼盖人致振动MTMD控制设计。基于高铁候车厅现场实测数据,研究了人群行走荷载作用下大跨楼盖MTMD减振前后的振动响应。研究结果表明,建立的大跨楼盖人致振动响应分析方法和MTMD减振控制设计方法可有效分析与控制结构的人致振动响应。6、研究了一种能够同时隔离高铁车致振动、人致振动及地震作用的复合式支座(FHSIB).分析了新型复合式支座的结构构造与工作机理,提出了相应的设计方法。采用大型结构有限元软件对非隔振结构、设置普通隔振支座的结构、设置有复合式支座的隔振结构、设置MTMD的减震结构进行了非线性动力时程分析,深入分析了复合式支座隔离人致振动、高铁车致振动和地震作用的有效性。研究结果表明,新型复合式支座能够有效隔离高铁车致振动和地震作用,同时设置FHSIB和MTMD的大跨楼盖结构能够同时隔离人致振动、高铁车致振动和地震作用。