近几年,健身房、体育场看台和车站等一些公共建筑中,大跨度结构体系的使用和轻质材料、高强度材料的应用逐渐变多,楼盖结构体系的竖向自振频率逐步降低,同时阻尼与质量也会变小,楼板在有节奏引导运动下的振动舒适度问题也变得越来越突出,因此有节奏引导运动下结构的人致振动响应分析具有非常重大的研究意义。本文在国内外学者的科研成果基础上,以协同性因子考虑人群的差异性,给出了拟合人群跳跃荷载模型的方法,同时进行了跳跃人体的MSD参数识别,评价了不同等级的振动激励水平对人与结构相互作用的改变程度,并采用有限元计算和现场测试相结合的方法研究了南京首座桅杆斜拉人行天桥的人致振动舒适度问题。本文的重点研究内容和成果如下:1.进行了人群跳跃荷载作用下的试验研究。对试验对象进行了四组固定频率和一组无节拍引导的跳跃试验,合计采集31235组数据,对试验获得数据计算,统计了控制参数分布规律和变化范围,就各参数间的联系进行了探讨。将节拍时刻与人体跳跃时触地时刻的时间差定义为有节奏跳跃时的协同性因子以考虑人群差异。试验结果分析表明,可以用韦伯分布描述协同性因子的概率分布特点,并且进一步分析获得了该韦伯分布的特征参数。使用本文获得的协同性因子以及本课题组已获得单人跳跃的随机荷载模型,可以实现对有节拍引导人群跳跃荷载的随机模拟。2.进行了人体在有节拍引导跳跃状态时单自由度简化模型参数识别试验。在低频试验混凝土楼板上进行了15人不同频率下单人的跳跃试验,基于人体单自由度质量-弹簧-阻尼(Mass-Spring-Damper,MSD)模型对人-结构双自由度耦合系统模型进行了模拟,建立耦合系统振动方程,通过模态测试得到跳跃人体留驻前后构件自振频率及阻尼比,带入方程得到跳跃人体MSD模型的频率及阻尼比。结果表明:1.5Hz频率跳跃时,人体MSD模型频率平均值为4.209Hz,阻尼比平均值为24.47%;2.0Hz频率跳跃时,人体频率平均值为4.256Hz,阻尼比平均值为22.78%;2.67Hz频率跳跃时,人体频率平均值为4.310Hz,阻尼比平均值为20.41%。3.进行了结构振动对HSI效应的影响分析。通过试验得到了不同激振频率作用下,人体跳跃频率为1.5Hz、2.0Hz和2.67Hz的MSD模型识别参数,发现人体频率随着结构振级的不断增大而逐渐减小,而行人阻尼比则随着结构振动级别的不断增大而逐渐增大。4.采用有限元计算和现场测试相结合的方法研究了南京首座桅杆斜拉人行天桥的人致振动舒适度问题。利用SAP 2000软件建立全桥有限元模型进行模态分析,并对该桥进行环境激励下的模态测试,发现结构竖向基频均小于3Hz,处于人活动敏感频率范围内,需要计算振动响应,本文采用TMD控制振动。对该桥进行单人、双人和三人跳跃荷载下的动力响应测试,得到减振前后不同工况下的振动响应,评估实际减振效果,同时对该桥有限元模型施加本文获得的跳跃荷载模型,并考虑了人与结构的相互影响。通过对比模拟结果与实测结果,发现利用协同性因子确定的人群跳跃荷载计算结构响应较为合理。