【摘 要】
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作为世界上最早的建筑材料之一,木材因特性优良而广泛应用于建筑领域。相比于其他建筑材料,木材自重较轻,更容易受到人行荷载的影响而振动,结构振动过大会引起行人的不适、恐
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作为世界上最早的建筑材料之一,木材因特性优良而广泛应用于建筑领域。相比于其他建筑材料,木材自重较轻,更容易受到人行荷载的影响而振动,结构振动过大会引起行人的不适、恐慌,甚至引发安全事故。因此在木结构房屋、桥梁设计时,要充分考虑人行荷载引起的结构振动问题。我国现行《木结构设计规范》GB 50005-2017给出的木楼盖振动计算方法将搁栅跨度作为楼板振动性能的评价指标,但实验证明搁栅跨度等静态评价指标不能很好的反映楼盖振动的实际情况。除此之外,规范中尚无关于胶合木人行桥振动计算的相关规定。针对规范中存在的问题,本文以木楼盖搁栅和胶合木人行桥主梁为研究对象,分析了影响人与结构耦合作用的具体因素及耦合作用对结构振动响应影响程度,通过数值模拟的方法研究了人和结构组成的耦合系统与原结构动力特性的区别,提出了单人及人群荷载作用下结构的动力响应计算公式,探讨了结构振动舒适度评价指标及控制方法,具体内容如下:(1)根据考虑人与结构耦合作用时结构的人致振动响应理论计算方法,编制了MATLAB求解程序,对比不考虑耦合作用的计算结果,分析了影响耦合作用的具体因素及耦合作用对结构振动响应的影响程度。(2)利用ANSYS建立了人与欧拉-伯努利梁相互作用的有限元模型,分析了行人位置和行人数量对耦合系统动力特性的影响。(3)选取加速度作为结构振动舒适度评价指标,利用统计分析软件SPSS拟合了单人荷载作用下木楼盖搁栅和胶合木人行桥主梁跨中最大位移和加速度的计算公式,提出了人群荷载作用下结构等效行人系数的取值方法。(4)对比了各国规范给出的结构人致振动计算方法,分析了结构动力响应计算公式的合理性,对木楼盖和胶合木人行桥的振动控制方法进行了探讨。
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