行人-結構動力相互作用及振動控制

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 人致振動問題 1
1.2 國內外研究現(xiàn)狀 5
1.2.1 人行荷載模型的研究現(xiàn)狀 6
1.2.2 基于行人-結構相互作用生物力學模型的研究現(xiàn)狀 8
1.2.3 振動舒適度評估的研究現(xiàn)狀 15
1.2.4 人致振動控制的研究現(xiàn)狀 19
1.3 行人-結構動力相互作用的研究內容 21
參考文獻 23
第2章 傅里葉級數(shù)人行荷載模型 30
2.1 引言 30
2.2 樓板上人行荷載試驗研究 30
2.2.1 人行荷載動力特性試驗 30
2.2.2 荷載動力參數(shù)研究 34
2.3 樓梯上人行荷載試驗研究 39
2.3.1 試驗內容 39
2.3.2 試驗結果 40
2.4 樓板上人行荷載與樓梯上人行荷載的對比分析 48
2.5 小結 48
參考文獻 49
第3章 人體生物力學模型 51
3.1 引言 51
3.2 人體生物力學模型的建立 51
3.2.1 單自由度模型的假設 52
3.2.2 生物力學模型動力方程的建立 52
3.3 人體生物力學模型參數(shù)求解及擬合 53
3.3.1 樓板上人體生物力學模型參數(shù)求解及擬合 53
3.3.2 樓梯上人體生物力學模型參數(shù)求解及擬合 56
3.4 小結 62
參考文獻 62
第4章 基于有限元軟件的結構振動舒適度及控制分析 64
4.1 引言 64
4.2 大跨度連廊振動舒適度及其控制分析 65
4.2.1 概述 65
4.2.2 人體生物力學模型 65
4.2.3 人群-結構相互作用荷載模型 66
4.2.4 TMD優(yōu)化模型 67
4.2.5 大跨度連廊有限元模型 67
4.2.6 大跨度連廊模態(tài)分析 69
4.2.7 大跨度連廊人致振動分析 69
4.2.8 TMD振動控制 72
4.3 懸挑-鋼筋桁架樓承板振動舒適度及其控制分析 75
4.3.1 鋼筋桁架樓承板簡述 75
4.3.2 懸挑-鋼筋桁架樓承板有限元模型 77
4.3.3 人行荷載作用下結構的振動響應 81
4.3.4 TMD對樓板上人致振動響應的控制 92
4.4 螺旋樓梯振動舒適度及其控制分析 97
4.4.1 螺旋樓梯簡述 97
4.4.2 人行荷載作用下結構的響應 97
4.4.3 TMD對螺旋樓梯人致振動響應控制 101
4.5 小結 104
參考文獻 105
第5章 不同行走步速下人行橋振動舒適度的定量化評估 107
5.1 引言 107
5.2 人行荷載模型 107
5.3 人行橋的控制方程及解析解 108
5.3.1 人行橋的控制方程 108
5.3.2 控制方程的解析解 109
5.3.3 解析解的修正 109
5.3.4 累計概率分布110
5.4 算例分析 111
5.5 小結 116
參考文獻 117
第6章 基于人-橋相互作用的人行橋振動響應及控制 118
6.1 引言 118
6.2 人-橋豎向動力相互作用控制方程 118
6.2.1 行人動力平衡方程 119
6.2.2 人行橋動力平衡方程 119
6.2.3 人-橋豎向動力相互作用控制方程 120
6.2.4 人-橋豎向動力相互作用模態(tài)分析 121
6.2.5 算例分析 121
6.3 TMD對人-橋豎向動力耦合系統(tǒng)的振動控制 127
6.3.1 人-橋-TMD豎向動力耦合系統(tǒng) 127
6.3.2 人行橋動力平衡方程 128
6.3.3 行人動力平衡方程 128
6.3.4 TMD動力平衡方程 129
6.3.5 人-橋-TMD豎向動力耦合系統(tǒng)控制方程 129
6.3.6 TMD參數(shù)優(yōu)化 130
6.3.7 算例分析 130
6.4 小結 136
參考文獻 137
第7章 基于社會力模型的人群運動模擬 139
7.1 引言 139
7.2 社會力模型原理 139
7.2.1 驅動力 140
7.2.2 行人之間的相互作用力 140
7.2.3 行人受到障礙物作用 141
7.3 參數(shù)的確定 142
7.3.1 行人參數(shù)的確定 142
7.3.2 模型參數(shù)選取 143
7.4 社會力模型的仿真 144
7.4.1 模型的改進 144
7.4.2 MATLAB的程序實現(xiàn) 146
7.5 模擬結果討論 148
7.6 小結 151
參考文獻 152
第8章 隨機人群-結構相互作用效應分析 153
8.1 引言 153
8.2 人群作用下動力方程的建立及求解 153
8.2.1 隨機人群荷載模型的建立 153
8.2.2 控制方程的建立與求解 155
8.2.3 耦合系統(tǒng)模態(tài)分析 158
8.3 隨機人群作用下連廊的動力響應與模態(tài)分析 159
8.3.1 動力響應分析 159
8.3.2 模態(tài)分析 166
8.4 小結 170
參考文獻 171
第9章 行人作用下考慮多模態(tài)的結構振動舒適度評估 172
9.1 引言 172
9.2 隨機人群-梁結構耦合系統(tǒng) 173
9.2.1 控制方程的建立 173
9.2.2 控制方程的求解 174
9.2.3 基于DQ-IQ混合法耦合系統(tǒng)求解流程 178
9.2.4 耦合系統(tǒng)模態(tài) 179
9.2.5 單人作用下的動力分析 180
9.2.6 多人作用下的動力響應 185
9.3 樓蓋的振動模態(tài)分析 196
9.3.1 各向異性板自由振動控制方程 196
9.3.2 控制方程的離散化與求解 197
9.3.3 算例分析 200
9.4 樓蓋的振動舒適度分析 204
9.4.1 行人-樓蓋相互作用耦合控制方程 205
9.4.2 控制方程的離散化和求解 207
9.4.3 算例分析 210
9.5 小結 216
參考文獻 217
第10章 激勵-傳播-感知全路徑樓蓋人致振動舒適度評估 219
10.1 引言 219
10.2 激勵-傳播-感知耦合振動控制方程 219
10.2.1 控制方程的建立 220
10.2.2 邊界條件 221
10.3 控制方程的離散化和求解 222
10.4 算例分析 223
10.4.1 DQ-IQ混合法與振型分解法對比 223
10.4.2 考慮行人-結構相互作用的動力響應 224
10.4.3 考慮感知者后樓蓋與感知者的動力響應 225
10.4.4 考慮感知者后樓蓋與感知者的概率分布 229
10.5 小結 230
參考文獻 231
附錄 232