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基于调谐质量阻尼器的大跨楼板振动控制

李婷婷  
【摘要】:在我国经济建设和文化的不断发展下,瑜伽、健身操和体育活动等有节奏运动正成为人们日常生活中不可缺少的一部分,使得人们对于体育场馆等基础设施的需求越来越大。随着高强轻质材料、新结构形式和大空间结构的运用,大跨度楼盖结构大量运用于体育馆等公共建筑中。大跨度楼板跨度大、自重轻、自振频率低,使得这些结构在人活动作用下很容易产生较为显著的动力响应,这些动力响应往往不足以为结构带来安全性问题,但是常常会给结构中的人带来不适感。因此,开展基于人体舒适度的大跨楼盖结构动力响应以及减振体系的研究具有十分重要意义。 本文以大连市民健身中心为工程背景,对其三层大跨悬挑楼盖在人活动作用下进行舒适度分析及振动控制。主要的研究内容有以下几个方面: (1)简要介绍了国内外重要的结构振动舒适度的评价标准和设计准则,通过对比其优缺点及适用范围,选定适合本文进行评价的标准,同时也为舒适度的评价提供了理论背景。 (2)综合文献资料对人致结构振动理论进行了细致的阐述,包括单人荷载致梁振动理论和人群移动荷载致楼板振动理论。通过对国内外多年来人行荷载模型的研究成果总结,给出了本文所用的单步落足荷载模型、单人连续行走、节奏性运动下荷载模型以及随机荷载模型。 (3)针对大连市民健身中心的大跨度悬挑楼板进行舒适度分析。采用SAP2000有限元软件对大跨度悬挑楼板在人群荷载作用下的动力响应进行计算,并参照国际标准化组织ISO给出的楼板竖向振动峰值加速度基准曲线,对结构的舒适度情况进行评价。最后通过设计合理的调谐质量阻尼器(TMD)参数,对大连市民健身中心的大跨悬挑楼板进行减振控制,通过分析对比减振前和减振后的最大加速度值,结果表明TMD可以有效地减小楼板的动力响应,使结构体系满足舒适度的要求,从而提高结构的安全性和适用性。


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