Characterized In-sahada Yaya Davranışı geçerli İnsan kaynaklı Titreşimlerin Simülasyonu
Summary
Bir protokol olarak alan yaya davranışları karakterizasyonu ve elde edilen yapısal tepkinin simülasyonu için sunulmuştur. Saha testleri kalp pili belirlenen yerinde katılımcılar arasında hızı ve senkronizasyon hızı insan kaynaklı yüklerin simülasyon ve doğrulama için gerekli bir girdi teşkil ettiğini göstermektedir.
Abstract
narin ve hafif yapılar için, titreşim serviceability genellikle kritik tasarım gereksinimi oluşturan, endişe büyüyen bir konudur. tasarımlar insan kaynaklı yükler altında dinamik performans tarafından yönetilir ile, güçlü bir talep mevcut yük modellerinin doğrulanması ve arıtma için var. Mevcut katkısı saha yaya davranışının karakterizasyonu için 3D atalet hareket izleme tekniğini kullanır. teknik ilk gelen yer tepkime kuvvetlerinin aynı anda kayıt laboratuvar deneylerinde test edilir. Deneyler yürüyen kişiler yanı sıra atlama ve sallanan olarak ritmik insan faaliyetleri içerir. Kayıtlı hareket etkinliğinin zamanla değişen pacing hızının belirlenmesi için izin verdiğini gösterilmiştir. Birlikte kişinin ağırlığı ve literatürde mevcut genelleştirilmiş kuvvet modellerinin uygulaması ile, belirlenen zaman varyant kalp pili oranı char veriyorİnsan kaynaklı yükleri acterize. Buna ek olarak, kablosuz hareket izci arasında zaman senkronizasyonu katılımcılar arasında senkronizasyon hızı belirlenmesini sağlar. Daha sonra, teknik kişi ve oluşturduğu yapısal titreşimlerin hem hareket kayıtlı gerçek bir yaya köprüsü üzerinde kullanılır. Özelliği, alan içinde yaya davranışı oluşturduğu yapısal tepkisini uygulanabilir kadar gösterilmiştir. Kalp pili belirlenen yerinde hızı ve senkronizasyon hızı insan kaynaklı yüklerin simülasyon ve doğrulama için gerekli bir girdi teşkil ettiği gösterilmiştir. Önerilen metodolojinin temel potansiyel uygulamalar, insan-yapı etkileşimi olayların tahmini ve gerçek trafik koşullarında yayaların korelasyon için uygun modellerin geliştirilmesi bulunmaktadır.
Introduction
verimlilik, ekonomik talep ve (yeni) malzemeler, mimar ve mühendisler hiç uzun, uzun boylu ve hafif yapılar inşa etmek sınırlarını zorlayan artan gücü ile tahrik. Tipik olarak, hafif ve ince yapılar çalışan veya atlama yürüyüş gibi ortak insan faaliyetleri, baskın yelpazenin içinde yer bir veya daha fazla doğal frekansları var. (Sıfıra yaklaşır) rezonans uyarma tabi olması muhtemeldir, bunlar rahatsız edici ve hatta zararlı titreşimlerin 1 sonuçlanan genellikle insan harekete haksız yere duyarlı. Bu ince ve hafif yapılar için, titreşim serviceability genellikle kritik tasarım gereksinimi oluşturan, endişe büyüyen bir konudur.
İnsan hareket ve elde edilen yer reaksiyon kuvvetleri (GRFs), genellikle deneysel laboratuvar koşullarında belirlenmiştir. 'Muhafazakar' olarak kabul edilir – ne – Şu anda, tasarımcılar güvenmek zorunda kalıyor eşdeğer lTek kişilik kuvvet ölçümleri yükseltilmiş OAD modelleri. tasarımlar, yüksek kalabalık yoğunlukları altında dinamik performans tarafından yönetilir ile, güçlü bir talep mevcut yük modellerinin doğrulanması ve arıtma için var.
Mevcut protokol yayaların doğal hareket karakterizasyonu için 3D atalet hareket izleme tekniğini kullanmaktadır. Bilginin yaya hem de karşılık gelen bağlı yükler arasındaki ilişkiyi tanımlamak için kullanılabilir kadar gösterilmiştir. Bir sonraki aşamada, özelliği yaya davranışı sayısal neden bunlara karşı simüle etmek için kullanılır. Kayıtlı yapısal tepki ile karşılaştırılması nedeniyle yayaların varlığı sönümleme eklendi, örneğin hesaplanamayan insan-yapı etkileşimi olayların, etkisini ölçmek için izin verir. metodoloji, gerçek bir yaya köprüsü üzerinde tam ölçekli deneyler için gösterilmiş olup, yapısal tepki ve par hareketcılar aynı anda kayıtlıdır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Insan hareket ve elde edilen GRFs genellikle kuvvet plakalarının uygulama tarafından tanımlanan bu Vicon 18 ve koda 19 olarak koşu bandı yanı sıra optik hareket yakalama tekniği Enstrümante edilir. Bu tekniklerin uygulanması, ancak, laboratuvar ortamında sınırlıdır. Bu dezavantajı cevap, birçok tekrarlanan ve kesintisiz döngüleri üzerinde 'doğal' kişi davranışının ölçümü izin yenilikçi tekniklerin potansiyel şu anda 20 incelenmiştir. Alternatif t…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yürüyüş bireyleri kapsayan deneyler Hareket ve duruş Analiz Laboratuvarı Leuven (AVM) 25 ile işbirliği içinde yapılmaktadır. Onların işbirliği ve destek minnettarlıkla.
Materials
| MTw Development Kit + MT Manager Software | Xsens | MTW-38A70G20-1 | Development kit with wireless, highly accurate, small and lightweight 3D human motion trackers and accompanying click-in full body straps. |
| True Impulse Kinetic Measurement System + NDI Open Capture Data Acquisition and Visualization System | NDI Northern Digital Inc. | 791028 | TrueImpulse measures reaction forces exerted by humans during a wide variety of activities. |
| GMS-24 | GeoSIG Ltd | Rev. 03.08.2010 | (Wireless) accelerometers to register the structural vibrations. |
| GeoDAS GeoSIG Data Acquisition System | GeoSIG Ltd | Rev. 03.08.2010 | Graphical MS Windows application running under Windows 9x/NT/2000, providing a software interface between users and GeoSIG recorders GSR/GCR/GBV/GT. |
| PediVib toolbox | KU Leuven | / | Software interface/toolbox to simulate the structural vibrations induced by pedestrians. |
| Metronome | / | / | A device to indicate the targetted pacing rate of the activity (free applications are available online for pc/laptop/smartphone). |
References
- Bachmann, H., Ammann, W. . Bachmann vibrations in structures : induced by man and machines. , (1987).
- . MTw User Manual Available from: https://www.xsens.com/download/usermanual/MTw_usermanual.pdf (2013)
- Van Nimmen, K., Lombaert, G., Jonkers, I., De Roeck, G., Vanden Broeck, P. Characterisation of walking loads by 3D inertial motion tracking. J. Sound Vib. 333 (20), 1-15 (2013).
- Northern Digital Inc. . TrueImpulse Kinetic Measurement System User Guide. , (2013).
- Racic, V., Pavic, A. Mathematical model to generate near-periodic human jumping force signals. Mech. Syst. Signal Process. 24 (1), 138-152 (2010).
- The MathWorks Inc. . MATLAB and Signal Processing Toolbox Release. , (2014).
- Van Nimmen, K., Van den Broeck, P. . PediVib 1.0 – A MATLAB toolbox for the simulation of human-induced vibrations. , (2015).
- Li, Q., Fan, J., Nie, J., Li, Q., Chen, Y. Crowd-induced random vibration of footbridge and vibration control using multiple tuned mass dampers. J. Sound Vib. 329 (19), 4068-4092 (2010).
- Van Nimmen, K. . Numerical and experimental study of human-induced vibrations of footbridges [dissertation]. , (2015).
- Middleton, C. . Dynamic performance of high frequency floors [dissertation]. , (2009).
- Ingòlfsson, E. T., Georgakis, C. T., Ricciardelli, F., Jönsson, J. Experimental identification of pedestrian-induced lateral forces on footbridges. J. Sound Vib. 330 (6), 1265-1284 (2011).
- Racic, V., Brownjohn, J. M. W. Mathematical modelling of random narrow band lateral excitation of footbridges due to pedestrians walking. Comput. Struct. 90-91 (1), 116-130 (2012).
- Reynders, E., Roeck, G. De Reference-based combined deterministic-stochastic subspace identification for experimental and operational modal analysis. Mech. Syst. Signal Process. 22 (3), 617-637 (2008).
- Bocian, M., Macdonald, J. H. G., Burn, J. F. Biomechanically inspired modeling of pedestrian-induced vertical self-excited forces. J. Bridg. Eng. 18 (12), 1336-1346 (2013).
- Živanović, S., Pavić, A., Ingòlfsson, E. T. Modeling spatially unrestricted pedestrian traffic on footbridges. Journal of Structural Engineering. 136 (10), 1296-1308 (2010).
- Agu, E., Kasperski, M. Influence of the random dynamic parameters of the human body on the dynamic characteristics of the coupled system of structurecrowd. J. Sound Vib. 330 (3), 431-444 (2011).
- . . Vicon Motion Systems Product Manuals. , (2012).
- . . CODAmotion Technical data sheet. , (2012).
- Meichtry, A., Romkes, J., Gobelet, C., Brunner, R., Müller, R. Criterion validity of 3D trunk accelerations to assess external work and power in able-bodied gait. Gait Posture. 25 (1), 25-32 (2007).
- Jung, Y., Jung, M., Lee, K., Koo, S. Ground reaction force estimation using an insole-type pressure mat and joint kinematics during walking. J. Biomech. 47 (11), 2693-2699 (2014).
- Liedtke, C., Fokkenrood, S. A., Menger, J. T., van der Kooij, H., Veltink, P. H. Evaluation of instrumented shoes for ambulatory assessment of ground reaction forces. Gait Posture. 26 (1), 39-47 (2007).
- Boutaayamou, M., Schwartz, C., et al. Validated extraction of gait events from 3D accelerometer recordings. , 6-9 (2012).
- Kavanagh, J. J., Menz, H. B. Accelerometry: A technique for quantifying movement patterns during walking. Gait Posture. 28 (1), 1-15 (2008).
- . MALL: Movement and posture Analysis Laboratory Leuven (Interdepartemental research laboratory at the Faculty of Kinisiology and Rehabilitation Sciences) Available from: https://faber.kuleuven.be/MALL/mall.php (2015)
