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科研项目
国家自然科学基金项目
发表时间:2015-2-6   阅读次数:2020



高铁站房大跨楼盖结构随机人群荷载效应及其MTMD减振控制研究

    随着高速铁路和客运专线的快速发展,新型高速铁路站房具有更轻更柔、空间跨度大、阻尼比低和结构体系复杂等特点,使得大跨楼盖结构在人群活动下容易产生较大的动力响应,特别是候车厅的人体舒适度问题变得越来越引起人们的关注。

    本项目拟构建随机人群活动荷载的力学模型,开展高速铁路站房大跨楼盖结构振动响应全过程分析,研究“人—站房结构—TMD”减振体系的分析、设计和优化方法。相关成果不仅为各种随机人群活动荷载下新型站房大跨楼盖结构的振动分析提供理论研究基础,也可以指导相关实际工程的分析设计。

    本项目主要研究内容包括:

     1. 进行随机人群活动荷载的现场监测和试验,通过对监测数据的统计和归纳,构造符合高速铁路站房特点的随机人群活动行为的荷载模型;

     2. 建立“人-站房结构”系统一体化的分析模型和进行站房结构在随机人群荷载下的振动响应的高效分析方法,研究各种因素对结构最大加速度响应的影响规律;

     3. 研制开发高效可调型悬吊式TMD

     4. 建立人—站房结构-MTMD减振体系的分析、优化和简化设计方法;

     5. 通过结构振动响应的现场监测,验证分析方法的正确性。本项目的实施,为随机人群荷载作用下新型站房结构的振动分析和设计提供理论研究基础,并促进消能减振控制技术的进一步发展和推广应用。

现场检测

    本研究所建模型为5m×8m大跨楼板,基频4.609Hz。为了检测楼板竖向振动,确定调频质量阻尼器(TMD)的减振效果,本次测试分别对安装TMD前和安装TMD后,楼板在相同外界激励(多人按一定的频率进行行走和跳跃)下的振动情况进行测试。

   
TMD测点布置图







2.3Hz外部激励减振前、后加速度时程曲线对比

通过对楼板进行现场测试对比分析工作,得出如下结论:

楼板在加TMD后,结构减振效果明显,尤其是在频率为2.3Hz情况下,减振率最高可达56.94%,说明结构添加TMD是十分有必要的,同时TMD切实发挥其该有的作用。







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