人群荷载作用下体育场馆钢结构看台安全性和服务性研究

体育场馆钢结构看台在人群荷载作用下，已出现过看台振动问题及看台倒塌事故，人群荷载作用下钢结构看台安全性和服务性就成了目前急需解决的问题。.本课题组在该领域前期研究工作的基础上，通过理论、试验、实测、有限元模拟等技术途径进行深入研究。1、获得人群荷载的统计计算模型；2、通过自激振动的人-结构相互作用研究，获取基于人-结构相互作用的人体模型，将其应用于工程实践；3、建立看台结构竖向-前后耦合振动分析理论；4、提供一种快速评估人群荷载作用下看台安全性和服务性的方法-最大响应谱法；5、探索改进结构有效性的措施，为解决人群荷载作用下看台结构安全性和舒适性问题提供一种新的方法与途径。.本课题研究成果，不仅用于解决人群荷载作用下钢结构看台安全性和服务性，而且应用到其他大跨钢结构设计。

课题通过理论分析、模型试验、数值模拟等技术，围绕人-结构相互作用、看台结构的安全性和服务性问题开展研究.. 自主设计建立人-结构系统水平振动试验平台，开展人体静态自然站立下的人-结构系统耦合振动实验，分析了各种人-结构系统水平耦合振动模型，结果表明质量-弹簧-阻尼-附加刚性质量模型与试验结果吻合较好；建立了竖直方向人-结构体系耦合振动实验平台，提出了三自由度度质量-弹簧-阻尼的竖向人体模型，研究表明优化后的串联三自由度模型可准确模拟试验结果；建立竖向-前后耦合振动实验平台，采用理论与试验相结合，深入研究了看台结构的竖向-前后耦合振动，研究表明当竖向荷载频率与结构水平向某阶自振频率接近时，结构的水平振动明显增大；延伸反应谱概念，发展了一种用于处理有节奏人群荷载作用下楼板结构响应问题的谱方法，该方法能够快速评估楼板结构在人群荷载作用下的动力响应；考虑人群荷载中每个个体的接触率差、时间差、频率差，以及三者的随机性，给出了有节奏人群荷载作用下结构随机响应的分析方法；最后，以结构概念为基础，探讨了改进结构有效性的措施。. 本课题属于基础性研究，研究成果可应用于人-结构相互作用问题的探讨，为人群荷载作用下的结构安全性和服务性问题提供技术支持。