精细化随机人群荷载下的人致结构振动分析

"这篇文章是华南理工大学学报(自然科学版)2010年4月刊发表的一篇关于人群行走荷载对结构振动影响的研究论文，由李昊和简方梁共同撰写。研究基于生物力学和交通领域的数据，提出了一个精细化的随机人群荷载模型来分析人致结构振动。" 在本文中，作者首先利用生物力学试验数据来拟合步行速度与步频的关系，这是理解行人荷载特性的关键。步行速度与步频的关联对于构建精确的荷载模型至关重要，因为它们直接影响到结构振动的频率和幅度。 接着，作者借鉴了交通领域关于人流集度与人流速度的关系模型，结合现有的结构工程中单人荷载模型，构建了一个精细化的随机人群荷载模型。这个模型考虑了人群的复杂性和多样性，能够更真实地反映出实际情况下人群行走对结构产生的动态效应。 通过推导结构动力平衡方程，并使用自编程序求解，作者计算出结构在人群荷载下的响应，即人致振动。这样的分析方法有助于预测和评估结构在大量行人走过时的稳定性与安全性。 文章进一步依据ISO2031标准对新模型下结构的人致振动舒适性进行评估，同时与BS5400荷载模型进行了对比。这一步骤旨在验证新模型的合理性和准确性，以及改善现有的振动舒适性评价方法。 研究表明，所建立的荷载模型能够更全面地考虑人群荷载对结构的影响，避免了过去分析中可能出现的参数选取的主观性和盲目性。这对于大跨、轻质建筑结构的人致振动问题尤其具有指导意义，因为这类结构更容易受到行人行走的影响。 关键词涵盖了人致振动、人群荷载模型、步频、人流集度和人流速度，这些是该研究的核心概念。文章的贡献在于提供了更精细的人群荷载分析方法，为建筑结构设计和振动控制提供了理论支持。通过对不同模型的比较，也揭示了改进模型在人致振动研究中的必要性和实用性。