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論文中文名稱:簡支梁受波形行人載重作用之振動反應研究 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Studies on dynamic response of a simply-supported beam subjected to waveform pedestrian loads [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:土木工程系土木與防災碩士班
畢業學年度:105
畢業學期:第二學期
出版年度:106
中文姓名:許怡萍
英文姓名:Yi-Ping Hsu
研究生學號:104428085
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2017/06/23
論文頁數:101
指導教授中文名:尹世洵
指導教授英文名:Shih-Hsun Yin
口試委員中文名:尹世洵;張順益;洪曉慧
中文關鍵詞:人行橋行人載重動力分析
英文關鍵詞:footbridgepedestrian loaddynamic analysis
論文中文摘要:近年來國內外數座人行懸索橋成為了觀光景點,吸引了大批民眾紛紛前往,但因人行懸索橋容易受到行人步行力及側風力影響產生劇烈的搖晃反應,導致橋梁的服務性及安全性受到質疑。為了探討行人步行力對橋梁振動的影響,本研究將橋梁簡化為簡支梁,進行簡支梁受步行力作用之理論分析。本研究發現前人研究將國外文獻所使用的等速移動之週期性傅立葉函數改良為矩形衝擊載重,將行人每個步伐假設為一個集中載重,以離散的方式加載於簡支梁上,但其研究所使用的步行時間函數與真實行人步行力的時間函數有所差異,因此將矩形衝擊載重以傅立葉級數表示為波形衝擊載重,進而求得簡支梁在此種行人步行力作用下所引致的橋梁振動反應,最後在案例分析中,利用文獻所提及的步行函數與本研究所提出之步行函數來模擬行人之步行力,並進行橋梁動力分析,將分析結果作比較。
論文英文摘要:In recent years, several suspension bridges for pedestrians have become sightseeing spots in Taiwan. It can be found that the excessive vibration of the bridges was induced by pedestrian loads and lateral wind. Therefore, the serviceability and safety issue of the bridges are concerned. To explore the dynamic behavior of the bridges subjected to the pedestrian loads, the bridge structure is simplified as a simply–supported beam, and the theoretical solutions to the problem are derived in this paper.
In a related study last year, an individual footstep load simplified as a rectangular force pulse applied at different locations along the beam was utilized to replace a constantly moving load represented by a Fourier series. However, such a rectangular force pulse is obviously different from real loading time history of an individual footstep. Therefore, waveform impulsive loading functions are used to model pedestrian footstep loads in this study. Then, the dynamic responses of a simply–supported beam under the proposed loading models are obtained. Finally, the results based on the proposed load models are compared with the ones based on a current design guideline.
論文目次:摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與目的 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 章節概述 6
第二章 行人步行於橋梁所引致振動之理論推導 7
2.1 前言 7
2.2 受到單波峰衝擊載重作用下之動態反應 7
2.2.1 不考慮橋梁阻尼 8
2.2.2 考慮橋梁阻尼 10
2.3 受到雙波峰衝擊載重作用下之動態反應 11
2.3.1 不考慮橋梁阻尼 11
2.3.2 考慮橋梁阻尼 13
2.4 以單波峰衝擊載重模擬行人步行力之簡支梁動態反應 15
2.4.1 不考慮橋梁阻尼 15
2.4.2 考慮橋梁阻尼 22
2.5 以雙波峰衝擊載重模擬行人步行力之簡支梁動態反應 27
2.5.1 不考慮橋梁阻尼 27
2.5.2 考慮橋梁阻尼 38
第三章 行人步行於橋梁所致振動之參數分析 46
3.1 前言 46
3.2 當步行外力為單波峰衝擊載重 47
3.2.1 不考慮橋梁阻尼之橋梁動態反應 47
3.2.1.1 考慮 且 之情況 53
3.2.1.2 考慮 且 之情況 54
3.2.2 考慮橋梁阻尼之橋梁動態反應 56
3.2.2.1 考慮 且 之情況 61
3.2.2.2 考慮 且 之情況 62
3.3 當步行外力為雙波峰衝擊載重 65
3.3.1 不考慮橋梁阻尼之橋梁動態反應 65
3.3.1.1 考慮 且 之情況 71
3.3.1.2 考慮 且 之情況 73
3.3.1.3 考慮 且 之情況 75
3.3.2 考慮橋梁阻尼之橋梁動態反應 79
3.3.2.1 考慮 且 之情況 85
3.3.2.2 考慮 且 之情況 87
3.3.2.3 考慮 且 之情況 91
第四章 行人步行於橋梁之案例分析 92
4.1 前言 92
4.2 橋梁共振時之橋梁反應 92
4.2.1 行人以正常步行方式通過橋梁 92
4.2.2 行人以跑步方式通過橋梁 94
4.3 提高橋梁結構勁度後之橋梁反應 95
4.3.1 行人以正常步行方式通過橋梁 96
4.3.2 行人以跑步方式通過橋梁 97
第五章 結語與建議 99
5.1 結論 99
5.2 建議 100
參考文獻 101
論文參考文獻:1、蕭志彥,簡支梁受行人步行力作用之振動行為研究,碩士論文,國立臺北科技大學,臺北,2016。
2、R. Stevenson, ‘‘Description of bridges of suspension’’, Edinburgh Philosophical Journal 5, 1821, pp. 237–256.
3、J.E. Wheeler, ‘‘Prediction and control of pedestrian induced vibration in footbridges’’, Journal of the Structural Division ASCE, vol. 108, 1982, pp. 2045–2065.
4、J. Blanchard, B.L. Davies, J.W. Smith, ‘‘Design criteria and analysis for dynamic loading of footbridge’’, Proceedings of the DOE and DOT TRRL Symposium on Dynamic Behavior of Bridges, Crowthorne, UK, May 19, 1977, pp. 90-106.
5、Miki Kobayashi, ‘‘Prediction and Control of Pedestrian Induced Vibration on an Interior Footbridge’’, Technical University of Denmark, Department of Civil Engineering, 2011.
6、Setra, ‘‘Footbridges. Assessment of vibrational behavior of footbridges under pedestrian loading’’, Technical guide SETRA, Paris France, 2006.
論文全文使用權限:同意授權於2017-07-25起公開