1、隨著新型結(jié)構體系和輕質(zhì)高強材料的應用，工程結(jié)構向大跨、輕柔和低阻尼方向發(fā)展，而在人致荷載激勵下此類結(jié)構容易產(chǎn)生過大的豎向振動，從而造成使用者不舒適甚至心理恐慌。人群行走荷載是影響大跨樓蓋振動舒適性的重要因素，對人群行走荷載模型及其效應研究可為大跨樓蓋人致動力設計與振動控制奠定基礎。本文以高鐵候車廳大跨樓蓋為研究對象，圍繞結(jié)構人致振動響應與振動控制，從人行荷載模型與人致振動響應分析、人-結(jié)構相互作用及考慮其影響的人致振動響應分析方法、人致

2、振動控制優(yōu)化設計與實用設計方法等方面，系統(tǒng)地開展了大跨樓蓋人致振動響應及其控制方法的相關理論、數(shù)值模擬、現(xiàn)場實測與試驗研究，主要內(nèi)容包括:
　　1、系統(tǒng)研究了人行荷載的動力特性和人行荷載模型。開展了10866人次單人步行荷載試驗，研究了單足落步荷載曲線以及人行走步頻、步幅、雙腳重疊時間等參數(shù)的分布規(guī)律，統(tǒng)計了單人步行荷載傅里葉級數(shù)模型的前三階動荷載因子取值?，F(xiàn)場實測統(tǒng)計了五大高鐵樞紐站11465組人群行走步頻和3103組相位角等基

3、礎數(shù)據(jù)，研究了候車廳人群行走特征參數(shù)統(tǒng)計分布規(guī)律?；趩稳瞬叫泻奢d模型和人群行走的統(tǒng)計特性，建立了高鐵候車廳人群行走荷載的模擬方法。研究結(jié)果表明，高鐵候車廳人群行走步頻服從正態(tài)分布N(1.8811，0.1766)，相位角分布服從均勻分布U(0，2π)，建立的人群行走荷載模擬方法可較準確模擬高鐵候車廳人群行走荷載。
　　2、深入研究了人行荷載激勵下大跨樓蓋結(jié)構的振動響應。針對高鐵候車廳實際人群分布特點，提出有序排列人群行走荷載和隨機

4、分布人群行走荷載兩種分析模式，推導了人群行走荷載作用下大跨樓蓋結(jié)構的人致振動分析方程，研究了人群行走荷載作用下高鐵候車廳大跨樓蓋振動響應。設計制作了7.7m*4.7m的鋼-混凝土組合樓蓋結(jié)構模型，開展了不同數(shù)量受試者行走下模型結(jié)構的人致振動試驗研究，對比分析了試驗結(jié)果與計算模擬結(jié)果。研究結(jié)果表明，有序排列及按固定頻率行走的人群行走荷載激勵下大跨樓蓋結(jié)構振動加速度響應更大，所建立的人致振動分析方法能夠有效預測人群行走荷載作用下大跨樓蓋振動

5、響應。
　　3、深入研究了人-結(jié)構相互作用對大跨樓蓋結(jié)構動力特性與人行激勵荷載的影響。開展了80名受試者留駐前后模型結(jié)構模態(tài)參數(shù)識別試驗研究，統(tǒng)計分析了等效人體模型的自振頻率和阻尼比。基于試驗構件平臺實測了不同數(shù)量受試者留駐時結(jié)構基頻及阻尼比，研究了人-結(jié)構相互作用對結(jié)構動力特性的影響規(guī)律。開展了7名受試者分別在試驗構件平臺及近似剛性平臺上不同步頻行走下的單足落步力測試，分析了人-結(jié)構相互作用對人行激勵荷載的影響。研究結(jié)果表明，大

6、跨樓蓋結(jié)構存在留駐人群時應考慮人-結(jié)構相互作用對人致振動響應的影響。
　　4、深入研究了考慮人-結(jié)構相互作用的大跨樓蓋人致振動響應。開展了不同數(shù)量人員留駐時受試者按不同步頻行走作用下的模型結(jié)構人致振動試驗研究。基于結(jié)構動力學原理和模態(tài)疊加法，推導了考慮人-結(jié)構相互作用的大跨樓蓋人致振動響應分析的動力方程并進行了振動響應的時頻域分析研究，建立了考慮人-結(jié)構相互作用的大跨樓蓋人致振動響應分析方法，并應用于長沙高鐵南站候車廳大跨樓蓋人致

7、振動響應分析。開展了人-梁多模態(tài)耦合振動系統(tǒng)人群行走激勵下振動響應的參數(shù)分析，討論了不同參數(shù)情況下結(jié)構振動加速度響應的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明，不同數(shù)量留駐人員耦合作用下結(jié)構的人致振動響應相對于無人留駐時均有一定程度的減小，且總體而言隨著留駐人員數(shù)量增加相應的結(jié)構振動加速度響應減小的幅度略有增大，建立的考慮人-結(jié)構相互作用的大跨樓蓋人致振動響應分析方法能夠有效預測人群留駐下結(jié)構的人致振動響應。
　　5、系統(tǒng)研究了大跨樓蓋結(jié)構人致振動

8、控制設計方法。建立了考慮人-結(jié)構相互作用的人-樓蓋-MTMD耦合振動系統(tǒng)的分析模型并研究了其振動響應頻域分析方法，進行了耦合振動系統(tǒng)參數(shù)分析并研究了TMD對結(jié)構人致振動響應的控制效果?；谶z傳算法的基本理論提出了大跨樓蓋振動舒適度MTMD控制的優(yōu)化設計方法，通過編制程序?qū)崿F(xiàn)了復雜樓蓋體系的MTMD優(yōu)化設計。建立了大跨樓蓋振動舒適度MTMD控制的實用設計方法，并應用于長沙高鐵南站候車廳大跨樓蓋人致振動MTMD控制設計?；诟哞F候車廳現(xiàn)場實

9、測數(shù)據(jù)，研究了人群行走荷載作用下大跨樓蓋MTMD減振前后的振動響應。研究結(jié)果表明，建立的大跨樓蓋人致振動響應分析方法和MTMD減振控制設計方法可有效分析與控制結(jié)構的人致振動響應。
　　6、研究了一種能夠同時隔離高鐵車致振動、人致振動及地震作用的復合式支座(FHSIB)。分析了新型復合式支座的結(jié)構構造與工作機理，提出了相應的設計方法。采用大型結(jié)構有限元軟件對非隔振結(jié)構、設置普通隔振支座的結(jié)構、設置有復合式支座的隔振結(jié)構、設置MTMD