步行荷载动力特性三维实验与分析模型研究

批准号:
51178338
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
陈隽
依托单位:
学科分类:
E0804.结构工程
结题年份:
2015
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
郑昱新、朱辉、郭海玲、张梦诗、叶艇、王玲
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中文摘要
大跨人行桥、大跨楼盖等结构的迅速发展使得人致结构振动引起的舒适性及安全性问题日益突出,工程应用中迫切需要掌握步行荷载的动力特性,以更为准确地进行人致结构振动分析。然而,针对中国人行走特点的步行荷载动力特性的基础性实验研究工作目前国内几乎没有,且不宜直接采用国外标准。为此,在深入总结分析已有研究工作所面临的问题和技术瓶颈的基础上,本项目采用新型三维步态分析技术和足底压力测试系统开展步行荷载动力特性的三维精细化实验,通过建立测试者的多刚体模型并进行动力学仿真,得到高质量多工况的步行荷载曲线数据库。在此基础上提出步行荷载的多变量时域模型和功率谱模型。项目研究充分发挥多学科交叉创新的优势,在实验方法及建模思想上相比已有研究工作有创新。项目研究成果可为人致结构振动的安全性和舒适性分析提供荷载标准,并为相关设计规范的修订提供依据。
英文摘要
随着大跨度楼盖、人行桥、体育看台等的柔性结构的大量兴建,在行人步行作用下的振动舒适度问题日益凸显。行人步行荷载的动力特性和数学模型是进行结构振动舒适度分析的必要条件,然而我国在此方面的研究十分薄弱。本项目研究利用三维动作捕捉技术开展了73人次的单人步行、跳跃荷载实验。在实验数据的基础上,建立了单步步行荷载的傅里叶级数模型和连续步行荷载的主次谐波荷载模型。此外,还提出了单人跳跃的修正半正弦平方模型。在大量步行和跳跃荷载实验记录的基础上,本项目进一步提出了在行人荷载作用下大跨度工程结构振动响应计算的反应谱分析方法。该方法建立了荷载与响应之间的直接关系,方便工程设计人员使用,计算精度也得到了实验和实测结果的验证。. 步行和跳跃是行人在结构上的两种最典型的荷载形式,然而对应的荷载模型和取值方法在我国一直是空白。国内外生物力学和医学领域的研究早已表明,由于身高、体重、体段质量分布以及步态特征的不同,东西方人行走时的地反力(即步行荷载)的统计特性有较大差异。因此,本项目所开展的针对中国人步行和跳跃特点的荷载实验以及所建立的荷载模型具有重要的科学意义和工程应用价值。研究成果发表在本领域重要的国内外学术刊物上,共发表标注论文16篇,其中SCI检索论文4篇,EI检索论文12篇,培养硕士研究生7人。与本研究方向的国际领先学术团队开展了深入的学术合作,联合发表研究论文2篇。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2015.05.003
发表时间:2015
期刊:振动与冲击
影响因子:--
作者:陈隽;王磊;楼佳悦;徐若天;李果
通讯作者:李果
DOI:--
发表时间:2014
期刊:振动与冲击
影响因子:--
作者:陈隽;叶艇;彭怡欣
通讯作者:彭怡欣
DOI:--
发表时间:2014
期刊:土木工程学报
影响因子:--
作者:陈隽;彭怡欣;王玲
通讯作者:王玲
DOI:--
发表时间:2014
期刊:振动工程学报
影响因子:--
作者:陈隽;王玲;陈博;严世鑫
通讯作者:严世鑫
Acceleration response spectrum for predicting floor vibration due to occupant walking
用于预测因乘员行走而引起的地板振动的加速度响应谱
DOI:10.1016/j.jsv.2014.03.023
发表时间:2014-07
期刊:Journal of Sound and Vibration
影响因子:4.7
作者:Jun Chen;Ruotian Xu;Mengshi Zhang
通讯作者:Mengshi Zhang
基于群智感知的结构振动舒适度限值大数据研究
- 批准号:52178151
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2021
- 负责人:陈隽
- 依托单位:
基于智能手机测试的人群荷载协同性因子研究
- 批准号:51778465
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:陈隽
- 依托单位:
城市建筑群抗灾可靠度预测与灾变综合模拟
- 批准号:U1711264
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:510.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:陈隽
- 依托单位:
人致荷载的物理随机模型研究
- 批准号:51478346
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:90.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:陈隽
- 依托单位:
基于希黄变换的结构损伤特征提取及健康检测新方法研究
- 批准号:50308020
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:24.0万元
- 批准年份:2003
- 负责人:陈隽
- 依托单位:
国内基金
海外基金
