1、激勵-傳播-感知全路徑裝配式樓蓋人致振動舒適度評估近年來,隨著材料的發展,輕質、高強材料被廣泛應用,許多輕質結構如冷彎薄壁(CFS)組合樓蓋、人行天橋等越來越多。隨著裝配式結構被廣泛推廣，裝配式樓蓋的取材越來越依賴于輕質、高強材料,而對于輕質樓蓋其質量為150kg/m2,甚至更少,其質量僅為混凝土樓蓋的1/2到1/3。進而使得輕質樓蓋的頻率與行人的步頻接近,容易導致人致振動舒適度問題。裝配式樓蓋相對現澆樓蓋來說,其邊界條件弱化,頻率降低,使得樓蓋對人行荷載更加敏感,振動舒適度將是影響裝配式樓蓋使用的重要因素。當前大多數設計規范中,估算人致激勵引起樓蓋豎向振動幅值的方法,均把行人對樓蓋的作用單純

2、看作人行荷載,而考慮人-樓蓋相互作用的研究較少,尤其對于頻率更低的輕質樓蓋,這種相互作用比普通樓蓋更明顯。對于舒適度評價的研究主要考慮將激勵-傳播下結構的峰值加速度作為評價振動舒適度的標準,在實際工程應用中,該方法較為方便和直接。但不足的是,以上研究以激勵-傳播下結構的動力響應代替了激勵-傳播-感知全路徑下真正的舒適度感知者(人)的動力響應,這樣是將作用在結構上的感知者假想為剛體而并非一個動力系統。由于人是舒適度的唯一感知體,故在評價人的振動舒適度時,僅僅將結構的響應作為評判指標顯然不夠精確。為了精確評估裝配式輕質樓蓋的振動舒適度,本文在已有研究的基礎上,考慮人-結構相互作用,提出了基于激勵-

3、傳播-感知全路徑的人致振動舒適度評估框架。建立激勵-傳播-感知的耦合振動控制方程并用DQ-IQ混合法進行處理，進而用Newmar仙即可得到樓蓋和感知者的加速度響應,并以概率的方式對結構的振動舒適度進行評估,并通過半剛性約束提高了裝配式樓蓋振動舒適度。運用舒適度評價指標對其過量振動采用調諧質量阻尼器進行振動控制。本文的主要研究內容包括以下幾個方面：(1)為了分析不同邊界條件下CFS組合樓蓋在無激勵作用時的豎向振動模態，利用微分求積法(DQ)求解板的自由振動響應。板的自由振動方程為關于X和Y的四階偏微分方程,利用微分求積法將振動方程轉化為二階偏微分方程,將其退化可得到板的頻率特征方程,得到了板的振

4、型和自振頻率并與已有文獻結果進行了對比，說明了DQ法的準確性，并繪制了前四階振型，通過振型圖可以為樓蓋的振動控制中TMD勺安裝點提供依據。(2)利用半剛性邊界條件來實現裝配式樓蓋,通過調節剛度比來提到樓蓋的舒適度。為了評估人行荷載作用下裝配式樓蓋的振動舒適度,利用微分求積(DQ)-積分求積(IQ)混合法求解人行荷載作用下樓蓋的振動響應。利用DQ-IQ混合法和振型分解法分別計算了不同行走步頻下裝配式樓蓋的響應,并通過概率的方式對樓蓋的舒適度進行了評估。(3) 考慮人-結構相互作用,建立了行人-樓蓋相互作用的耦合振動控制方程,得到樓蓋的加速度響應,評估了裝配式輕質樓蓋的振動舒適度,評估結果以概率的

5、形式給出,并通過半剛性約束提高了樓蓋振動舒適度。在考慮裝配式樓蓋振動舒適度要求時,可在設計時對半剛性約束系數的選取提供參考。(4) 為了精確評估輕質樓蓋的振動舒適度,在已有研究的基礎上,提出了基于激勵-傳播-感知全路徑的人致振動舒適度評估框架。建立激勵-傳播-感知的耦合振動控制方程。以輕質、模態較為密集的CFSffl合樓蓋為例，行人以正常步頻通過樓蓋時，分析了樓蓋與60位感知者的動力響應,最后以概率的方式對樓蓋和感知者的舒適度進行評估。(5)基于激勵-傳播-感知全路徑更加精確的評估了裝配式樓蓋的振動舒適度。對于裝配式組合輕質樓蓋,由于邊界條件的不同,使得此樓蓋的剛度可調,影響其人致振動的響應,進而使得樓蓋舒適度發生變化。在考慮人-結構相互作用,將樓蓋跨中的加速度響應與感知者的加速度響應進行對比,以概率的方式分別對樓蓋和感知者的舒適性進行評估,并通過調節剛度系數提高了樓蓋的舒適度。(6)根據樓蓋舒適度評價標準,我國高層建筑混凝土結構技術規程(JGJ3-2010)對樓板結構舒適度做了明確的規定:樓蓋結構應具有合適的舒適度,而且在辦公環境下其豎向振動