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考虑人-结构耦合作用的室内大跨钢连廊振动舒适度分析

2021-05-28官京城谈丽华张志强

建筑结构 2021年8期
关键词:振动结构模型

官京城, 谈丽华, 陈 鑫, 张志强, 常 瀚

(1 苏州科技大学江苏省结构工程重点实验室, 苏州 215011; 2 中衡设计股份集团有限公司, 苏州 215021; 3 东南大学土木工程学院, 南京 210096)

0 引言

近年来,由于建筑功能的要求和结构技术的发展,在城市大型公共建筑中,大跨度柔性室内连廊越来越多地得到了应用。纤细优美的外形、轻质高强的钢材和空间转换的功能使得这类连廊通常具有质量轻、刚度小、跨度大等结构特点,然而其在动力荷载的作用下极易发生较大的结构振动,影响结构正常使用乃至安全寿命。

研究表明按当前规范设计的钢连廊类大跨度结构通常具有阻尼小、基频低的特点[1-2],因此,尽管相对于人行天桥,室内连廊不受风荷载的影响,但长期行人荷载导致的日常使用问题一直受到设计人员关注。一方面,日常行人的步频分布在一个较窄的频带1.60~2.40Hz范围内,这与室内钢连廊的自振频率较为接近,极易诱发较大的结构振动,从而影响行走的舒适性。另一方面,作为荷载载体的行人自振频率实测结果在2.0~3.0Hz的范围内[3],且质量相对于轻质的钢连廊不容忽视,这些将导致行人与连廊之间的相互作用对动力分析结果的影响[4-6]。

随着对人群荷载下振动舒适度研究的深入,人-结构之间的相互作用逐渐引起学者们的关注。Hawryszków等[7]通过对人群作用下人行天桥的理论计算与实测结果进行对比分析,发现行人的驻留降低了人行天桥的均方根加速度响应。 Ahmadi等[8]利用一块7.5m×5.0m矩形板的空载和承载试验对比发现,人-结构耦合作用显著地增大了结构的阻尼比,且略微增大了结构前三阶振动频率。……

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