障碍物设置对人群荷载作用下连廊的减振控制

朱前坤 杨文斌 杜永峰

摘要： 研究了人群荷载作用下设置障碍物对连廊的减振控制。从考虑行人视线和障碍物作用区域两方面对传统社会力模型进行了改进，并对人群运动进行了仿真模拟。建立了人群荷载下连廊的振动控制方程，并进行动力响应求解。以某商贸城的钢结构连廊为算例，探讨了障碍物对人群速度等运动特性的改变，进一步对设置障碍物连廊的振动响应进行了分析，并从能量的角度阐述了减振机理。算例表明，布置障碍物后，行人平均步速最大下降率为9.1%;减振率随着障碍物数量的增加升高，多数工况减振率达到10%以上，最高减振率能达到30%;输入到结构上的能量明显降低，并且下降率与障碍物数量正相关。

关键词： 减振; 连廊; 社会力模型; 障碍物数量; 输入能

中图分类号： U448.11; TB535    文献标志码： A    文章编号： 1004-4523（2021）03-0507-08

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2021.03.008

引 言

柔性结构具有低频率、低阻尼的特点，在人群荷载下易出现振动过量。而过量振动不仅易造成行人不适和心理恐慌，还可能诱发结构倒塌等严重的事故[1?2]。

目前对过量振动进行控制主要从改变振动系统的质量、阻尼、刚度三个方面进行。对振动系统的质量所产生的惯性力作出改变的方法以惯容器为主，该组件能够合成任意正实阻抗[3?5]。在结构上，惯容器能够以增加参振质量的方式改变振动系统的惯性力，减小振动系统的固有频率，使共振振幅降低[6?7]。通过调谐质量阻尼器（TMD）可增加结构阻尼，Zhu等[8]基于移动质量?弹簧?阻尼器的生物力学模型，采用不同优化参数的TMD对低频轻型人行桥进行了竖直振动舒适度研究，表明TMD能有效地降低人行天桥的共振。……