行人-结构动力相互作用及振动控制

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 人致振动问题 1
1.2 国内外研究现状 5
1.2.1 人行荷载模型的研究现状 6
1.2.2 基于行人-结构相互作用生物力学模型的研究现状 8
1.2.3 振动舒适度评估的研究现状 15
1.2.4 人致振动控制的研究现状 19
1.3 行人-结构动力相互作用的研究内容 21
参考文献 23
第2章 傅里叶级数人行荷载模型 30
2.1 引言 30
2.2 楼板上人行荷载试验研究 30
2.2.1 人行荷载动力特性试验 30
2.2.2 荷载动力参数研究 34
2.3 楼梯上人行荷载试验研究 39
2.3.1 试验内容 39
2.3.2 试验结果 40
2.4 楼板上人行荷载与楼梯上人行荷载的对比分析 48
2.5 小结 48
参考文献 49
第3章 人体生物力学模型 51
3.1 引言 51
3.2 人体生物力学模型的建立 51
3.2.1 单自由度模型的假设 52
3.2.2 生物力学模型动力方程的建立 52
3.3 人体生物力学模型参数求解及拟合 53
3.3.1 楼板上人体生物力学模型参数求解及拟合 53
3.3.2 楼梯上人体生物力学模型参数求解及拟合 56
3.4 小结 62
参考文献 62
第4章 基于有限元软件的结构振动舒适度及控制分析 64
4.1 引言 64
4.2 大跨度连廊振动舒适度及其控制分析 65
4.2.1 概述 65
4.2.2 人体生物力学模型 65
4.2.3 人群-结构相互作用荷载模型 66
4.2.4 TMD优化模型 67
4.2.5 大跨度连廊有限元模型 67
4.2.6 大跨度连廊模态分析 69
4.2.7 大跨度连廊人致振动分析 69
4.2.8 TMD振动控制 72
4.3 悬挑-钢筋桁架楼承板振动舒适度及其控制分析 75
4.3.1 钢筋桁架楼承板简述 75
4.3.2 悬挑-钢筋桁架楼承板有限元模型 77
4.3.3 人行荷载作用下结构的振动响应 81
4.3.4 TMD对楼板上人致振动响应的控制 92
4.4 螺旋楼梯振动舒适度及其控制分析 97
4.4.1 螺旋楼梯简述 97
4.4.2 人行荷载作用下结构的响应 97
4.4.3 TMD对螺旋楼梯人致振动响应控制 101
4.5 小结 104
参考文献 105
第5章 不同行走步速下人行桥振动舒适度的定量化评估 107
5.1 引言 107
5.2 人行荷载模型 107
5.3 人行桥的控制方程及解析解 108
5.3.1 人行桥的控制方程 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 累计概率分布110
5.4 算例分析 111
5.5 小结 116
参考文献 117
第6章 基于人-桥相互作用的人行桥振动响应及控制 118
6.1 引言 118
6.2 人-桥竖向动力相互作用控制方程 118
6.2.1 行人动力平衡方程 119
6.2.2 人行桥动力平衡方程 119
6.2.3 人-桥竖向动力相互作用控制方程 120
6.2.4 人-桥竖向动力相互作用模态分析 121
6.2.5 算例分析 121
6.3 TMD对人-桥竖向动力耦合系统的振动控制 127
6.3.1 人-桥-TMD竖向动力耦合系统 127
6.3.2 人行桥动力平衡方程 128
6.3.3 行人动力平衡方程 128
6.3.4 TMD动力平衡方程 129
6.3.5 人-桥-TMD竖向动力耦合系统控制方程 129
6.3.6 TMD参数优化 130
6.3.7 算例分析 130
6.4 小结 136
参考文献 137
第7章 基于社会力模型的人群运动模拟 139
7.1 引言 139
7.2 社会力模型原理 139
7.2.1 驱动力 140
7.2.2 行人之间的相互作用力 140
7.2.3 行人受到障碍物作用 141
7.3 参数的确定 142
7.3.1 行人参数的确定 142
7.3.2 模型参数选取 143
7.4 社会力模型的仿真 144
7.4.1 模型的改进 144
7.4.2 MATLAB的程序实现 146
7.5 模拟结果讨论 148
7.6 小结 151
参考文献 152
第8章 随机人群-结构相互作用效应分析 153
8.1 引言 153
8.2 人群作用下动力方程的建立及求解 153
8.2.1 随机人群荷载模型的建立 153
8.2.2 控制方程的建立与求解 155
8.2.3 耦合系统模态分析 158
8.3 随机人群作用下连廊的动力响应与模态分析 159
8.3.1 动力响应分析 159
8.3.2 模态分析 166
8.4 小结 170
参考文献 171
第9章 行人作用下考虑多模态的结构振动舒适度评估 172
9.1 引言 172
9.2 随机人群-梁结构耦合系统 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混合法耦合系统求解流程 178
9.2.4 耦合系统模态 179
9.2.5 单人作用下的动力分析 180
9.2.6 多人作用下的动力响应 185
9.3 楼盖的振动模态分析 196
9.3.1 各向异性板自由振动控制方程 196
9.3.2 控制方程的离散化与求解 197
9.3.3 算例分析 200
9.4 楼盖的振动舒适度分析 204
9.4.1 行人-楼盖相互作用耦合控制方程 205
9.4.2 控制方程的离散化和求解 207
9.4.3 算例分析 210
9.5 小结 216
参考文献 217
第10章 激励-传播-感知全路径楼盖人致振动舒适度评估 219
10.1 引言 219
10.2 激励-传播-感知耦合振动控制方程 219
10.2.1 控制方程的建立 220
10.2.2 边界条件 221
10.3 控制方程的离散化和求解 222
10.4 算例分析 223
10.4.1 DQ-IQ混合法与振型分解法对比 223
10.4.2 考虑行人-结构相互作用的动力响应 224
10.4.3 考虑感知者后楼盖与感知者的动力响应 225
10.4.4 考虑感知者后楼盖与感知者的概率分布 229
10.5 小结 230
参考文献 231
附录 232