基于设计反应谱的步行荷载下楼盖结构动力响应试验方法

摘要

本发明涉及一种基于设计反应谱的步行荷载下楼盖结构动力响应试验方法，该方法包括：(1)采集大量单人步行荷载曲线，形成实测步行荷载数据库；(2)对实测步行荷载数据进行归一化处理后输入标准激励系统，进行时程分析，计算获得实测步行荷载的加速度反应谱；(3)以测试者为对象进行分类，以测试者反应谱的外包络线为代表曲线，进行统计、拟合，构建完整的设计反应谱的分段函数表达式；(4)利用设计反应谱，计算步行荷载下楼盖结构每一阶振型的动力响应，按照平方和开平方法组合各阶动力响应，最终得到楼盖动力响应。与现有技术相比，本发明能够快速并较为准确地估算步行荷载下楼盖结构的加速度响应。

主权项

一种基于设计反应谱的步行荷载下楼盖结构动力响应试验方法，其特征在于，该方法包括：(1)步行荷载数据库建立步骤：采集大量单人步行荷载曲线，形成实测步行荷载数据库；(2)加速度反应谱获取步骤：对实测步行荷载数据进行归一化处理后输入标准激励系统，进行时程分析，计算获得实测步行荷载的加速度反应谱；(3)设计反应谱分段函数构建步骤：以测试者为对象进行分类，以测试者反应谱的外包络线为代表曲线，进行统计、拟合，构建完整的设计反应谱的分段函数表达式，设计反应谱具有“两平台段一下降段”的曲线形式，其分段函数表达式为：$\alpha \left(f,\xi ,P\right)=\left\{\begin{array}{cc}2\left(f-1\right){\alpha }_{rms}^{1th}\left(\xi ,P\right)& f\in (1Hz,1.5Hz]\\ {\alpha }_{rms}^{1th}\left(\xi ,P\right)& f\in (1.5Hz,2.5Hz]\\ 2\left(2.5-f\right)\left[{\alpha }_{rms}^{1th}\left(\xi ,P\right)-{\alpha }_{rms}^{2th}\left(\xi ,P\right)\right]+{\alpha }_{rms}^{1th}\left(\xi ,P\right)& f\in (2.5Hz,3.0Hz]\\ {\alpha }_{rms}^{2th}\left(\xi ,P\right)& f\in (3.0Hz,5.0Hz]\\ {\left(\frac{5}{f}\right)}^{1.48}{\alpha }_{rms}^{2th}\left(\xi ,P\right)& f\in (5.0Hz,10Hz]\end{array}\right.$其中，f为楼盖结构自振频率，单位为Hz；ξ为楼盖结构的阻尼比；P为加速度响应对应的保证率；和分别对应反应谱第一、第二平台段取值；α(f,ξ,P)为10s加速度均方根反应谱数值；(4)楼盖结构动力响应获取步骤：利用设计反应谱，计算步行荷载下楼盖结构每一阶振型的动力响应，按照平方和开平方法组合各阶动力响应，最终得到楼盖动力响应。