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静立人-结构竖向相互作用的试验与理论研究

人-结构竖向相互作用；动力特性；静立人体模型；振动频率；阻尼比

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摘 要：为明确静立人体与轻柔结构之间的竖向相互作用规律，获得具有广泛适用性的人-结构竖向相互作用静立人体模型，以自主设计制作的简支人行桥模型（基频3.67Hz、净跨11.80m）为试验平台，测试了单人人体静立对人-结构耦合系统竖向动力特性的影响规律，基于M-SD、2M-SD与D-MSD三种静立人体模型分别建立了单人-简支梁耦合系统运动方程，仿真分析了单人留驻不同位置时耦合系统的竖向动力特性，并结合典型文献试验结果进行了对比与归纳总结。本文试验结果表明：静立人体会降低结构一阶竖向振动频率，提高结构一阶竖向模态阻尼比；综合本文与文献试验结果可知：导致不同文献中静立人体对结构竖向振动频率与模态阻尼比的影响结果存在离散性的最主要因素为人-结构质量比。人-结构质量比适中时，三种人体静立模型均能准确地反映结构模态特性的变化规律，各模型计算得到的一阶竖向振动频率均与试验值吻合较好，但阻尼比计算值与试验值误差相对较大；M-SD模型计算精度相对较高、稳定性好、简单适用，建议优先选用。