行人荷載激勵(lì)下基于二次設(shè)計(jì)的大跨人行連廊TMD減振控制研究

何超波，汪大洋，張永山，黎梁輝

行人荷載激勵(lì)下基于二次設(shè)計(jì)的大跨人行連廊TMD減振控制研究

何超波，汪大洋，張永山，黎梁輝

（廣州大學(xué) 土木工程學(xué)院，廣東 廣州 510006）

對(duì)某大跨人行連廊設(shè)置TMD(Tuned Mass Damper)進(jìn)行振動(dòng)控制，分析了四類(lèi)人行荷載31種工況作用下的減振數(shù)據(jù)，均出現(xiàn)二次共振現(xiàn)象，且此時(shí)跨中節(jié)點(diǎn)的峰值加速度可能會(huì)超限。鑒于此，提出采用不同類(lèi)別的TMD有針對(duì)性地對(duì)一次設(shè)計(jì)后的TMD-結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在行人激勵(lì)下的再次共振響應(yīng)進(jìn)行二次減振設(shè)計(jì)。結(jié)果表明，有針對(duì)性地TMD二次設(shè)計(jì)具有較好地可行性，不僅能使TMD-結(jié)構(gòu)系統(tǒng)再次共振時(shí)對(duì)應(yīng)的峰值加速度滿(mǎn)足限值要求，而且在實(shí)現(xiàn)相同設(shè)計(jì)目標(biāo)的前提下，二次設(shè)計(jì)方案可大大減少在結(jié)構(gòu)中增設(shè)的TMD總質(zhì)量，且較一次設(shè)計(jì)方案更為靈活、多變。

TMD；質(zhì)量比；行人激勵(lì)荷載；豎向振動(dòng)響應(yīng)；減振設(shè)計(jì)

0 引言

TMD源于20世紀(jì)初Frahm設(shè)計(jì)的“動(dòng)力振動(dòng)吸振器”控制裝置[1]，該裝置最初設(shè)計(jì)是沒(méi)有阻尼的，后來(lái)逐步發(fā)展成同時(shí)具有剛度、質(zhì)量和阻尼的減振控制系統(tǒng)。鑒于TMD具有的獨(dú)特減振性能，目前已廣泛應(yīng)用于土木工程各個(gè)領(lǐng)域，如305m悉尼塔、234m日本福岡塔、508m臺(tái)北101大樓、492m上海環(huán)球金融中心等超高層建筑均設(shè)置TMD用以降低結(jié)構(gòu)的風(fēng)振作用，北京奧林匹克公園國(guó)家會(huì)議中心L4大跨樓蓋、南京航站樓、南京祿口機(jī)場(chǎng)無(wú)行李走廊、永定河大橋等大跨結(jié)構(gòu)亦通過(guò)設(shè)置TMD降低行人荷載作用下的振動(dòng)，取得了良好的控制效果。國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)TMD的振動(dòng)控制研究也非常深入，取得了豐碩的成果，Lee C L等[2]結(jié)合實(shí)際工程，分析了TMD理論與實(shí)際應(yīng)用的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案；王立彬等[3]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)TMD具有有效控制大跨人行橋的振動(dòng)響應(yīng)；樊健生等[4]根據(jù)TMD對(duì)橋梁在行人荷載激勵(lì)下的振動(dòng)控制展開(kāi)研究，提出單跨和多跨人行橋采用TMD和MTMD減振控制的通用時(shí)程計(jì)算方法；Lin C C和Chen S R等[5-6]研究了MTMD車(chē)橋耦合的振動(dòng)控制效果，發(fā)現(xiàn)MTMD具有比單重TMD更高的控制性能。

然而，TMD雖然能夠很好地控制與其頻率相近的結(jié)構(gòu)某階振動(dòng)（即λopt=ωTMD/ωi≈1），但在兩側(cè)會(huì)形成兩個(gè)共振峰，而在共振峰內(nèi)結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)同樣有可能超過(guò)限值要求（尤其是共振區(qū)）。為此，本文首先對(duì)某大跨人行連廊進(jìn)行TMD一次振動(dòng)控制設(shè)計(jì)，研究其振動(dòng)響應(yīng)隨TMD質(zhì)量比、頻率比的變化規(guī)律，然后在已設(shè)置TMD連廊的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次TMD設(shè)計(jì)，即有針對(duì)性地對(duì)共振區(qū)域進(jìn)行控制，達(dá)到不同頻段均能實(shí)現(xiàn)有效減振控制的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

1 大跨人行連廊有限元模型建立

本文以連接兩棟大型商場(chǎng)的人行連廊結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象（圖1），該連廊為大跨度單向梁式鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)，總質(zhì)量577t、跨長(zhǎng)約45m、寬8m，第一、二層層高分別為6m和4.2m，連廊梁、柱、斜杠均采用Q345型鋼，樓面為C30混凝土。

基于MIDAS/gen軟件平臺(tái)建立該大跨人行連廊的有限元模型（圖1），并采用特征值法對(duì)其進(jìn)行了前30階振型的動(dòng)力特性分析，該連廊的前三階豎向振型分別為：第4階、第9階、第10階，振型相關(guān)數(shù)據(jù)及出現(xiàn)位置詳見(jiàn)表1，第一階豎向振型圖如圖2所示。

2 行人激勵(lì)載荷的選取

連廊上的行人經(jīng)常是行人形式，行人中各人之間的相位、步頻都不盡相同。根據(jù)對(duì)行人在連廊上活動(dòng)規(guī)律的研究可知，引起結(jié)構(gòu)豎向振動(dòng)響應(yīng)較大的行人荷載激勵(lì)類(lèi)型為隨機(jī)行人同頻率運(yùn)動(dòng)類(lèi)型。

2.1 行人激勵(lì)荷載模型

此類(lèi)人步行激勵(lì)曲線(xiàn)取IABSE（國(guó)際橋梁及結(jié)構(gòu)工程協(xié)會(huì)）的曲線(xiàn)[7]，公式如下：

式中：FP為行人激勵(lì)，t為時(shí)間，G為人體重（本文均取0.7kN），fs為步行頻率，Фi為相位角，αi為第i階荷載諧波的動(dòng)載因子。該曲線(xiàn)反映的是單個(gè)人行走動(dòng)作完成的激勵(lì)荷載時(shí)程函數(shù)曲線(xiàn)，適用于慢走、快走、慢跑、快跑等工況類(lèi)型，不同的工況類(lèi)型對(duì)應(yīng)不同的相位角和動(dòng)載因子

圖1 人行連廊三維有限元模型Fig.1 Finite element model of pedestrian corridor three-dimensional

表1 人行連廊的豎向振型周期及其振動(dòng)類(lèi)型

圖2 結(jié)構(gòu)第一階豎向振型圖Fig.2 Vertical vibration mode in the structure of first order

2.2 行人激勵(lì)荷載工況

通常情況下，行人不同的活動(dòng)類(lèi)型對(duì)應(yīng)不同的激勵(lì)頻率。實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)得到人的步行頻率大約介于1.5～3.0Hz，當(dāng)頻率大于3.0Hz時(shí)，一般認(rèn)為活動(dòng)為跑步或跳躍的形式[9]?；诖耍鶕?jù)不同的活動(dòng)類(lèi)型，參照《美國(guó)道路通行能力手冊(cè)》（HCM2000），確定在人行連廊上各種活動(dòng)行為的單位面積人數(shù)。

為全面分析該人行連廊在行人激勵(lì)荷載作用下TMD的減振效果，將工況設(shè)置為在人行連廊結(jié)構(gòu)上可能會(huì)出現(xiàn)從慢走到快跑的多種荷載激勵(lì)類(lèi)型，對(duì)應(yīng)的頻率范圍是1.5～4.5Hz[10]，每隔0.1Hz設(shè)置一個(gè)工況，共設(shè)置31個(gè)分析工況，此時(shí)外荷載激勵(lì)頻率與結(jié)構(gòu)豎向自振頻率之比λ處于在0.5～1.5的范圍內(nèi)。詳細(xì)工況設(shè)置如表2所示。

表2 行人荷載工況定義

3 人行連廊的無(wú)控響應(yīng)分析

該人行連廊屬于鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)自身阻尼比取0.04[11]。在不同運(yùn)動(dòng)類(lèi)型行人荷載激勵(lì)下，圖3顯示了跨中節(jié)點(diǎn)387的峰值加速度隨頻率比的變化曲線(xiàn)?？梢?jiàn)，當(dāng)行人荷載激勵(lì)頻率與結(jié)構(gòu)豎向自振頻率接近時(shí)（λ約為0.9～1.2），結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大的共振現(xiàn)象，節(jié)點(diǎn)峰值加速度遠(yuǎn)大于《組合樓板設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（CECS273）規(guī)定的0.15m/s2的限值要求，尤其是當(dāng)λ=1是，峰值加速度響應(yīng)達(dá)到0.379m/s2。

同時(shí)可見(jiàn)，峰值加速度超過(guò)規(guī)范限值要求的激勵(lì)頻率出現(xiàn)在2.8～3.7Hz范圍內(nèi)，屬于行人疾步行走、慢跑?？炫艿倪\(yùn)動(dòng)類(lèi)型，這幾種運(yùn)動(dòng)類(lèi)型在實(shí)際使用過(guò)程中可能會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)。因此，有必要采取措施對(duì)其在行人荷載作用下的振動(dòng)響應(yīng)加以控制，傳統(tǒng)的增大構(gòu)件截面尺寸提高強(qiáng)度和剛度的方法雖也可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，但確使結(jié)構(gòu)型式笨重，且經(jīng)濟(jì)效益不明顯。為此，本文采用TMD對(duì)其進(jìn)行振動(dòng)控制，并由此展開(kāi)對(duì)TMD減振性能的研究。

4 TMD一次振動(dòng)控制設(shè)計(jì)

4.1 TMD一次設(shè)計(jì)方案

TMD一次設(shè)計(jì)方案主要圍繞行人激勵(lì)頻率與連廊結(jié)構(gòu)第一豎向頻率一致時(shí)（共振）及接近時(shí)的振動(dòng)響應(yīng)開(kāi)展，即控制λ≈0.9～1.2范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)，使其對(duì)應(yīng)的峰值加速度滿(mǎn)足規(guī)范限值要求。

為了研究不同質(zhì)量比對(duì)該結(jié)構(gòu)在不同行人荷載激勵(lì)下的振動(dòng)控制效果，將質(zhì)量比劃分為三個(gè)區(qū)間開(kāi)展研究，即：偏小質(zhì)量比（0.005～0.01）、正常質(zhì)量比（0.01～0.05）[12]、偏大質(zhì)量比（0.05～0.1），工況見(jiàn)表3（表中TMD參數(shù)根據(jù)李?lèi)?ài)群等[13]人建議適用于有阻尼主結(jié)構(gòu)的最優(yōu)參數(shù)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)）。同時(shí)，由于連廊結(jié)構(gòu)整體豎向剛度相對(duì)較弱，若將全部質(zhì)量集中在一點(diǎn)設(shè)計(jì)成單TMD形式，可能造成局部應(yīng)力集中影響構(gòu)件受力的現(xiàn)象，且李泉等[14]的研究亦表明：在TMD質(zhì)量比不變的情況下，適當(dāng)?shù)貙MD的總質(zhì)量均勻分散為多個(gè)TMD進(jìn)行布置能得到較好的減振效果，且多點(diǎn)分散式的布置方式有利于調(diào)整質(zhì)量比的大小幅度。為此，本文采用分散布置方式，將TMD均勻布置在跨中部位，共設(shè)計(jì)9套TMD，如圖4所示。

圖3 峰值加速度(跨中節(jié)點(diǎn))隨頻率比的變化曲線(xiàn)Fig.3 Variety curve of acceleration with the frequency ratio

圖4 TMD一次減振設(shè)計(jì)時(shí)的布置位置（紅色節(jié)點(diǎn)標(biāo)記處）Fig.4 The arrangement position （red node marked）of the TMD once damping design

4.2 結(jié)果分析

在不同質(zhì)量比條件下，圖5顯示了跨中節(jié)點(diǎn)387的峰值加速度響應(yīng)隨頻率比的變化曲線(xiàn)，圖6顯示了頻率比λ=1.0（共振）時(shí)在無(wú)控和有控下連廊387節(jié)點(diǎn)加速度的時(shí)程曲線(xiàn)對(duì)比，圖7顯示了有控結(jié)構(gòu)共振時(shí)峰值加速度隨質(zhì)量比的變化曲線(xiàn)，表4顯示了質(zhì)量比偏小、正常、偏大范圍對(duì)λ=0.9～1.2之間的減振效果。由圖、表可知：

表3 TMD工況計(jì)算表

（1）經(jīng)TMD一次振動(dòng)控制設(shè)計(jì)，有效降低了連廊在行人荷載作用下的振動(dòng)響應(yīng)，尤其是人橋共振時(shí)的減振效果更為明顯，且隨質(zhì)量比的增大而增大，如共振狀態(tài)下當(dāng)μ=0.007、0.03、0.075時(shí)的減振效果分別達(dá)到57.2%、72.8%、78.4%。

圖5 不同質(zhì)量比下跨中節(jié)點(diǎn)387加速度峰值隨外荷載頻率變化的曲線(xiàn)圖Fig.5 The curve graph of peak acceleration of cross node with external load frequency changes under different mass ratio

（2）一次TMD設(shè)計(jì)主要針對(duì)控制λ≈ 0.9～1.2范圍內(nèi)的振動(dòng)響應(yīng)開(kāi)展，由圖5和表4可知：偏小質(zhì)量比時(shí)，雖一定程度上降低了該頻率比范圍內(nèi)連廊的振動(dòng)響應(yīng)，但仍不能達(dá)到規(guī)范限值的要求，如質(zhì)量比為0.007時(shí)，λ=0.9、1.0、1.1對(duì)應(yīng)峰值加速度分別為0.233 m/s2、0.162m/s2、0.208 m/s2；正常和偏大質(zhì)量比時(shí)，該頻率比范圍內(nèi)的峰值加速度響應(yīng)能夠滿(mǎn)足限值要求，尤其是偏大質(zhì)量比情況，如質(zhì)量比為0.075時(shí)，λ=0.9、1.0、1.1對(duì)應(yīng)峰值加速度分別為0.071 m/s2、0.082 m/s2、0.091 m/s2，表明TMD采用正常和偏大質(zhì)量比能夠?qū)崿F(xiàn)一次振動(dòng)設(shè)計(jì)在該頻率比范圍內(nèi)的控制目標(biāo)。

表4 不同范圍質(zhì)量比對(duì)λ=0.9～1.2之間的減振效果一覽表

圖6 λ=1.0時(shí)不同質(zhì)量比下對(duì)應(yīng)峰值加速度時(shí)程曲線(xiàn)對(duì)比圖Fig.6 Comparison of acceleration time history curves when λ=1.0

（3） 隨著質(zhì)量比的增大，減振平穩(wěn)段逐漸拓寬，如圖5可見(jiàn)偏小、正常和偏大質(zhì)量比下平穩(wěn)區(qū)段依次為λ=1.04～1.08、λ=0.98～1.12、λ=0.89～1.15。然而，雖然質(zhì)量比的增大有利于拓寬TMD對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的頻率范圍，但是過(guò)大的質(zhì)量比一方面對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力集中，增加結(jié)構(gòu)負(fù)重，直接導(dǎo)致構(gòu)件設(shè)計(jì)和施工困難，而如要使該連廊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)全頻段均滿(mǎn)足規(guī)范要求，質(zhì)量比需要增加到0.044左右（圖7）；另一方面，過(guò)大質(zhì)量雖能夠在人橋共振時(shí)產(chǎn)生很好的減振效果，但在其他頻段卻可能激起更大的結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)，如質(zhì)量比為0.044時(shí)，共振響應(yīng)峰值加速度為0.141m/s2；而質(zhì)量比增加到0.075時(shí)，共振響應(yīng)峰值加速度卻為0.176m/s2。因此，在進(jìn)行TMD一次設(shè)計(jì)時(shí)，建議在正常質(zhì)量比范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（4） 不論TMD質(zhì)量比設(shè)計(jì)如何，從圖5中可發(fā)現(xiàn)在平穩(wěn)段左右兩側(cè)均產(chǎn)生了波峰段，且在該波峰段內(nèi)連廊的峰值加速度響應(yīng)很多都超過(guò)限值要求，如圖7中正常質(zhì)量比下共振時(shí)，峰值加速度僅在0.042～0.05之間才能滿(mǎn)足限值要求。可見(jiàn)，TMD一次設(shè)計(jì)在人橋共振時(shí)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)很好的控制效果，但卻在減振平穩(wěn)區(qū)段的左右兩側(cè)再次產(chǎn)生波峰，而導(dǎo)致峰值加速度超過(guò)規(guī)范限值要求。為此，本文將針對(duì)TMD-結(jié)構(gòu)系統(tǒng)（一次設(shè)計(jì)）在行人荷載作用下產(chǎn)生的再次共振現(xiàn)象，進(jìn)行TMD二次設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)全頻段均能夠達(dá)到規(guī)范限值要求的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

5 TMD二次振動(dòng)控制設(shè)計(jì)

5.1 TMD二次設(shè)計(jì)方案

圖7 共振波峰峰值加速度隨質(zhì)量比變化曲線(xiàn)圖Fig.7 Variety curve graph of resonance peak acceleration with the change of mass ratio

圖8 質(zhì)量比為0.024時(shí)387節(jié)點(diǎn)峰值加速度隨頻率比變化Fig.8 Acceleration of 387 node varies with frequency ratio when the mass ratio is 0.024

針對(duì)TMD-結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的再次共振響應(yīng)，本節(jié)開(kāi)展TMD二次振動(dòng)控制設(shè)計(jì)。通過(guò)前面的分析可知，雖然偏小質(zhì)量比不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，但其在共振時(shí)仍具有較好的控制效果，如表4中質(zhì)量比為0.007時(shí)可達(dá)57.2%。同時(shí)由前文分析可知，雖然在正常質(zhì)量比范圍內(nèi)有局部不滿(mǎn)足規(guī)范限值要求，但其與0.15m/s2的限值相差很小，如質(zhì)量比為0.024時(shí)，共振響應(yīng)峰值加速度為0.191 m/s2。因此，基于偏小質(zhì)量比亦能夠?qū)崿F(xiàn)較好控制效果的思想，采用偏小質(zhì)量比對(duì)其進(jìn)行TMD二次設(shè)計(jì)。

為證明該二次減振設(shè)計(jì)思想的可行性，以TMD一次設(shè)計(jì)質(zhì)量比為0.024為研究對(duì)象，其在全頻段內(nèi)的峰值加速度響應(yīng)如圖8所示，其在平穩(wěn)段內(nèi)和第二波峰段均滿(mǎn)足限值，但在第一波峰段內(nèi)不滿(mǎn)足要求。本文采用三種TMD二次設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析，二次TMD質(zhì)量比分別取為0.004、0.005和0.006，TMD布置位置如圖9所示、參數(shù)如表5所示。

圖9 TMD二次減振設(shè)計(jì)方案的布置位置Fig.9 Position of the TMD second damping design

表5 不同質(zhì)量比TMD的各項(xiàng)參數(shù)

5.2 結(jié)果分析

在分析了三種不同設(shè)計(jì)方案后，圖10顯示了不同方案下387節(jié)點(diǎn)峰值加速度隨頻率比的變化曲線(xiàn)，圖11顯示了不同方案下在共振時(shí)(此時(shí)λ≈ 0.9)一次和二次減振設(shè)計(jì)下連廊387節(jié)點(diǎn)加速度的時(shí)程曲線(xiàn)對(duì)比，表4反映的是不同方案下二次減振設(shè)計(jì)的減振效果。由圖10、11表4.6可知：

（1）經(jīng)TMD二次振動(dòng)控制設(shè)計(jì)，有效降低了TMD-結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在行人荷載作用下的振動(dòng)響應(yīng)，尤其是人橋再次共振時(shí)的減振效果更為明顯，如共振狀態(tài)下方案A、B、C的減振效果分別為28.0%、33.3%、37.2%，且三種二次設(shè)計(jì)方案均能夠使全頻段的峰值加速度滿(mǎn)足規(guī)范限值要求。

（2）與一次減振設(shè)計(jì)相比，二次減振設(shè)計(jì)能有效減少為實(shí)現(xiàn)各頻段均滿(mǎn)足規(guī)范限值要求的目標(biāo)所需在連廊結(jié)構(gòu)上增設(shè)的TMD總質(zhì)量，如文中在均可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)的前提下，二次設(shè)計(jì)方案采用總質(zhì)量比約為0.03的TMD，一次設(shè)計(jì)方案則需將質(zhì)量比增加到0.044，相比而言TMD的總質(zhì)量將減少8.1t，表明二次減振設(shè)計(jì)不僅在方案的設(shè)計(jì)上具有較高的可選擇性，而且能夠減少連廊結(jié)構(gòu)的額外附重，使整體結(jié)構(gòu)偏于安全。

圖10 峰值加速度隨外荷載頻率變化曲線(xiàn)圖Fig.10 Graph of peak acceleration varies with external load

圖11 二次TMD振動(dòng)控制下跨中節(jié)點(diǎn)加速度時(shí)程曲線(xiàn)對(duì)比Fig.11 Comparison curves of cross nodes acceleration time under the second TMD vibration control

表6 TMD二次振動(dòng)控制下的減振效果一覽表

6 結(jié)論

本文主要分析了在不同頻率行人荷載激勵(lì)下人行連廊結(jié)構(gòu)在有控和無(wú)控時(shí)的振動(dòng)響應(yīng)，基于TMD一次減振設(shè)計(jì)在質(zhì)量比偏小、正常和偏大范圍內(nèi)對(duì)減振效果的影響規(guī)律，提出并驗(yàn)證采用偏小質(zhì)量比范圍的TMD對(duì)TMD-結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的再次共振響應(yīng)進(jìn)行有針對(duì)性的二次控制方案的可行性，可以得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）TMD一次減振設(shè)計(jì)可有效降低其主控頻段的振動(dòng)響應(yīng)，且隨質(zhì)量比的增加主控頻段拓寬、控制作用增強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)峰值加速度滿(mǎn)足規(guī)范限值要求的設(shè)計(jì)目標(biāo)，然而TMD一次減振設(shè)計(jì)后的TMD-結(jié)構(gòu)系統(tǒng)出現(xiàn)共振響應(yīng)時(shí)，峰值加速度通過(guò)調(diào)整質(zhì)量比的大小較難實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，說(shuō)明TMD對(duì)全頻段的一次減振設(shè)計(jì)存在一定的局限性。

（2）采用偏小質(zhì)量比的TMD進(jìn)行二次設(shè)計(jì)能有效控制TMD -結(jié)構(gòu)系統(tǒng)出現(xiàn)共振時(shí)的振動(dòng)響應(yīng)，使其對(duì)應(yīng)的峰值加速度均滿(mǎn)足規(guī)范限值要求，說(shuō)明有針對(duì)性的二次減振設(shè)計(jì)具有較好的可行性。

（3）在實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)的前提下（全頻段均滿(mǎn)足規(guī)范限值要求），二次減振設(shè)計(jì)方案相比一次減振設(shè)計(jì)方案更具多樣化，有更大的方案設(shè)計(jì)空間，且在一定程度上能有效降低TMD總質(zhì)量的需求量，充分體現(xiàn)了二次減振設(shè)計(jì)方案具有較高的實(shí)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

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Based on the Second Design of TMD Vibration Control of a Corridor Under Human Excitation

HE Chao-bo, WANG Da-yang, ZHANG Yong-shan, LI Liang-hui
（School of Civil Engineering，Guangzhou University，Guangdong Guangzhou 510006，China）

Tuned Mass Damper technology to be applied to control the vertical vibration of a certain corridor. It can be concluded from the vibration reduction data of four kinds of human excitation under the action of 31 kinds of load conditions that there are second resonant response in all working conditions and the peak acceleration of intermediate nodes exceeds the limitation of standard after installing TMD devices．In view of this, the second vibration reduction design of the TMD- structure system with different types of TMD is proposed. The results show that The TMD secondary vibration design has better feasibility. It not only makes the peak acceleration meet the limit requirements when the TMD structural system appears second resonant response, but also reduces the total mass of TMD in the structure on the premise of achieving the same design goal. It could be more flexible and changeable compared with the first design.

TMD; mass ratio; pedestrian excitation frequency; vertical vibration; damping vibration design

P315.9

A

10.13693/j.cnki.cn21-1573.2017.01.015

1674-8565（2017）01-0086-08

國(guó)家自然科學(xué)基金(51378135, 51408140); 教育部博士點(diǎn)基金（20134410120003）; 廣東省高校優(yōu)秀青年教師項(xiàng)目（Yq201402）

2016-11-12 2017-01-15

何超波（1991-），男，江西省高安市人，廣州大學(xué)在讀碩士研究生，現(xiàn)主要從事工程結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制方面的研究工作。

E-mail: 547225357@qq. com