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大庆市某人行天桥动力性能研究

作　者: 李天宇
导　师: 张文福；任意
学　校: 东北石油大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 钢结构人行天桥人行荷载动力响应分析动力时程分析
分类号: U441.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 34次
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内容摘要

人类最古老的桥是人行独木桥,最早感知的桥梁振动也是人致振动。“走一步来摇三摇”,就是独木桥人致振动的形象描述。随着我国城市交通的不断发展,城市内出现了越来越多的跨越道路的钢结构人行天桥。但计算和实践均表明,人行天桥的一阶自振频率与人正常步行频率比较接近,极易产生共振,结构挠度、应力将大大超过静力分析值,行人也将感觉到桥梁颤动厉害而造成心里恐慌,长此以往,必将影响结构的安全和正常使用。土木工程结构广义的动力设计概念可以认为包括抗震设计、抗风设计以及车辆、行人和动力机械所致的环境振动的评估和减震设计。狭义地讲,结构动力设计主要指结构动力特性分析和修改。本文以一29.8米跨钢结构人行天桥动力设计为例,采用有限元方法分析人行荷载对钢结构人行天桥影响,进行了动力特性分析和动力时程分析。主要研究内容包括:1、根据人行荷载的特性研究了人行荷载模型,并且确定了人行荷载的加载函数。2、选用有限元软件ANSYS,采用梁单元Beam4、弹性壳单元Shell63建立准确的有限元模型,进行了动力特性分析,得到了人行天桥的前十阶频率和振型。3、采用梁单元Beam4建立人行天桥的简化有限元模型,利用瞬态分析法对钢结构人行天桥进行动力响应分析。分析人行桥在人行荷载作用下,结构在移动的简谐荷载和跨中集中荷载作用下的动力响应(位移、速度及加速度),然后将结果进行对比,以确定合理的加载方式。4、最后简述了各国人行天桥的振动舒适度评价方法并评价了算例的舒适度情况。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
创新点摘要  6-9
第一章绪论  9-17
  1.1 课题背景和意义  9-13
  1.2 人行振动的基本原理  13-15
    1.2.1 行人是激励源  13-14
    1.2.2 人行天桥结构的振动特性  14
    1.2.3 人行天桥振动控制  14-15
  1.3 舒适度评价的研究现状  15
  1.4 本文的研究思路和主要工作  15-17
第二章人行荷载模型  17-27
  2.1 引言  17
  2.2 人行荷载激励特性  17-20
  2.3 荷载模型  20-25
    2.3.1 现有的人群荷载模型形式  20-24
    2.3.2 本文使用的荷载模型  24-25
  2.4 本章小结  25-27
第三章人行天桥在行人作用下的振动响应分析  27-53
  3.1 引言  27
  3.2 简支梁桥模型  27-35
    3.2.1 自由振动分析  28-30
    3.2.2 移动荷载作用下的动力响应计算法  30-35
  3.3 算例  35-49
    3.3.1 动力特性的计算  36-42
    3.3.2 人群加载模型  42-44
    3.3.3 人桥共振瞬态响应分析  44-48
    3.3.4 人行天桥谐响应分析  48-49
  3.4 人行天桥的振动舒适度评价  49-52
    3.4.1 天桥竖向振动的舒适度标准  49-51
    3.4.2 天桥侧向振动的舒适度标准  51-52
    3.4.3 算例舒适度分析  52
  3.5 本章小结  52-53
结论  53-55
参考文献  55-59
致谢  59-61
详细摘要  61-65

大庆市某人行天桥动力性能研究

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